磁轴承的控制系统具有模拟控制和数字控制两种方式,模拟控制控制器一般由运算放大器构成,其运行速度快,成本低,但是控制器一旦选定,参数不容易更改,并且不能实现复杂的控制算法。在磁轴承的实际应用中,主要用于转速不是特别高的轴承。数字控制器相对与模拟控制器而言更加灵活,复杂的控制算法容易通过软件实现,能够获得比模拟控制更好的控制性能。因此,目前磁轴承控制主要采用数字控制。为了研究验证磁轴承的控制算法和系统特性,利用实验室原有的磁轴承系统研发了一套基于DSP的五自由度磁轴承控制系统,并且对功率放大器进行了研究,对所研制的磁轴承控制系统进行了静态悬浮和高速无负载实验。4.1基于DSP的磁轴承控制系统的硬件4.1.1控制系统的构成随着微电子技术的快速发展,数字信号处理器(DSP)的性能变得越来越好,其成本不断下降,计算速度越来越快,已经广泛的应用在各行各业中。因为磁轴承的主要应用领域是高速电机,所以在设计磁轴承控制器时必须选用运算速度快的DSP控制芯片,同时也需要配合高速度的A/D转换器和D/A转换器。利用DSP作为主控芯片的磁轴承控制系统的结构如图4.1所示。首先利用涡流传感器测量磁轴承五个自由度位移信号,然后经过滤波电路滤波后送入A/D转换器转换成数字信号,经过DSP计算模块来实现所用的控制方法,计算处理完毕的数据再通过D/A转换器变换成模拟电压信号作为功率放大器的输入控制信号,形成磁轴承控制电流。4.1.2主控芯片TMS320F2812 DSP磁轴承控制器的主控芯片使用TI公司生产的TMS320F2812数字信号处理器。此验证了故障判断方法的有效性。