旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统技术方案

技术编号:13349934 阅读:90 留言:0更新日期:2016-07-15 05:00
本发明专利技术公开了一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统,其中,处理方法包括以下步骤:以预设周期读取解码芯片传输的数据信息;解码芯片发出报警信息后根据报警前数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值;在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值时,采用估算的转子位置值控制电机。本发明专利技术实施例的处理方法能够在解码芯片发出故障信息时,延时上报故障,且在充分考虑到电机系统运行安全性的前提下,能够容错运行,增加了电机系统运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统
本专利技术涉及电机控制
,尤其涉及一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统。
技术介绍
目前,旋转变压器是应用较为广泛的电机位置检测器件,其输出信号一般是两路正交的正余弦信号,通过对这两路信号进行解码计算,获得电机转子的位置值。解码方式包括两大类:一是软件解码,通过设计外围电路和相应算法程序对旋转变压器输出的正余弦信号解码,缺点是所需电路器件较多,因器件损坏带来的解码失败风险较大;二是采用解码芯片,优点是使用方便,保护功能多,缺点是在实际使用中经常出现各种保护报警。而如果出现报警,则就会停止对电机的控制,影响电机系统运行的可靠性。另外,在多数时候,旋转变压器的报警仅对位置检测精度有一定影响,而在精度允许范围内,是可以忽略报警信息的。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的一个目的在于提出一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,该方法能够在解码芯片发出故障信息时,延时上报故障,且在充分考虑到电机系统运行安全性的前提下,能够容错运行,增加了电机系统运行的可靠性。本专利技术的第二个目的在于提出一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统。为达到上述目的,本专利技术第一方面的实施例提出一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,包括以下步骤:以预设周期读取解码芯片传输的数据信息;判断所述数据信息是否包括报警信息;如果所述数据信息包括报警信息,则根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值;判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是否大于故障阈值;如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于所述故障阈值,则采用估算的转子位置值控制所述电机。根据本专利技术实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,首先读取解码芯片解算出的电机的转子位置值和电机转速,再根据电机系统正常工作时的转速和转子位置值估算出解码芯片故障报警时电机转子位置值,进而根据解码芯片给出的电机转子位置值和估算出的电机转子位置值之间的差值与故障阈值的关系,对电机进行相应的控制,由此,能够减少不必要的故障报警,提高了电机系统运行的可靠性。另外,本专利技术上述实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法还可以包括如下附加技术特征:根据本专利技术的一个实施例,在所述采用估算的转子位置值控制所述电机后,所述方法还包括:判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间是否达到预设时间;如果没有达到所述预设时间,则撤销故障报警,并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机;以及如果达到所述预设时间,则上报位置检测故障。根据本专利技术的一个实施例,所述根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值,包括:每m个所述预设周期,对数据信息中的转速进行一次滤波;估算报警后的转子位置值估算公式如下:其中,Y(n)为第n次的转速滤波值,Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值,j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数,T为预设周期。根据本专利技术的一个实施例,所述每m个所述预设周期,对所述数据信息中的转速进行一次滤波,包括:去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算剩下的m-2*x个转速的平均值,以得到转速的第一级滤波值,其中,m、x为正整数,且m大于2*x;通过公式Y(n)=αX(n)+Y(n-1)对转速进行第二级滤波,以得到转速的第二级滤波值,其中,Y(n)为第n次第二级转速滤波值,X(n)为第n次第一级转速滤波值,Y(n-1)为第n-1次第二级转速滤波值,α为滤波系数。根据本专利技术的一个实施例,所述方法还包括:计算所述电机正常运行时的最大加速度Amax,其中,所述最大加速度Amax计算公式为如下,其中,Tmax为所述电机的最大转矩,J为所述电机的转动惯量;在所述数据信息包括故障信息时,计算所述电机正常运行状态下的转子位移角度θc1,其中,所述转子位移角度计算公式为θc1=0.5*Amax*[(m-j)*T]2,其中,j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数;计算故障阈值θc,其中,所述故障阈值θc的计算公式为θc=min(θc1,θc2),其中,θc2为电机转子的最大位置误差。根据本专利技术的一个实施例,所述方法还包括:如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值不大于故障阈值,则采用所述解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机。根据本专利技术的一个实施例,在一个滤波周期内,所述方法还包括:判断所述j是否等于所述m;如果所述j等于所述m,则对数据信息中的转速进行一次滤波;如果所述j不等于所述m,则读取所述解码芯片传输的数据信息的次数加1。为达到上述目的,本专利技术第二方面的实施例提出一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统,包括:旋转变压器,用于输出正交模拟信号;解码芯片,用于根据所述正交模拟信号解算出电机的转子位置值和转速,以及在所述正交模拟信号异常时产生报警信息;微处理器,用于通过串行外设接口SPI以预设周期读取解码芯片传输的数据信息,在所述数据信息包括报警信息时,根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值,并在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是大于故障阈值时,采用估算的转子位置值控制所述电机。根据本专利技术实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统,通过解码芯片解算出的电机的转子位置值和电机转速,并在解码芯片产生报警信息时,通过微处理器根据转子位置和电机系统正常工作时的转速值估算出报警后的转子位置值,进而根据解码芯片给出的电机转子位置值和估算出的电机转子位置值之间的差值与故障阈值的关系,对电机进行相应的控制,由此,能够减少不必要的故障报警,提高了电机系统运行的可靠性。另外,本专利技术上述实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统还可以具有如下附加技术特征:根据本专利技术的一个实施例,所述解码芯片,还用于输出高频正弦激励信号。根据本专利技术的一个实施例,所述系统还包括:激励信号调理电路,用于将所述高频正弦激励信号发送给所述旋转变压器,以使所述旋转变压器反馈正交模拟信号,其中,所述正交模拟信号为正弦信号和余弦信号;反馈信号调理电路,用于将所述正交模拟信号发送给所述解码芯片。根据本专利技术的一个实施例,在所述微处理器采用估算的转子位置值控制所述电机后,还用于:在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间没有达到预设时间时,撤销故障报警,并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机;以及在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间达到所述预设时间时,上报位置检测故障。根据本专利技术的一个实施例,所述微处理器根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值,具体包括:每m个所述预设周期,对数据信息中的转速进行一次滤波;估算报警后的转子位置值估算公式为θc1=0.5*Amax*[(m-j)*T]2,其中,Y(n)为第n次的转速滤波值,Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值,j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数,T为预设周期。根据本专利技术的一个实施例,所述每m个所述周期T,对所述数据信息中的转速进行一次滤波,包括:去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,其特征在于,包括以下步骤:以预设周期读取解码芯片传输的数据信息;判断所述数据信息是否包括报警信息;如果所述数据信息包括报警信息,则根据报警前数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值;判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是否大于故障阈值;如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于所述故障阈值,则采用估算的转子位置值控制所述电机。

【技术特征摘要】
1.一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,其特征在于,包括以下步骤:以预设周期读取解码芯片传输的数据信息;判断所述数据信息是否包括报警信息;如果所述数据信息包括报警信息,则根据报警前数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值;判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是否大于故障阈值;如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于所述故障阈值,则采用估算的转子位置值控制电机;其中,所述故障阈值的计算过程包括:计算所述电机正常运行时的最大加速度Amax,其中,所述最大加速度Amax计算公式如下:其中,Tmax为所述电机的最大转矩,J为所述电机的转动惯量;在所述数据信息包括报警信息时,计算所述电机正常运行状态下的转子位移角度θc1,其中,所述转子位移角度计算公式如下:θc1=0.5*Amax*[(m-j)*T]2,其中,所述报警信息出现在第[(n-1)*m+j]个预设周期,m为正整数且为常数,T为所述预设周期,n为正整数且为变量,j为正整数且为变量,且m≥j;计算故障阈值θc,其中,所述故障阈值θc的计算公式如下:θc=min(θc1,θc2),其中,θc2为电机转子的最大位置误差。2.如权利要求1所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,其特征在于,在所述采用估算的转子位置值控制所述电机后,还包括:判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间是否达到预设时间;如果没有达到所述预设时间,则撤销故障报警,并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机;以及如果达到所述预设时间,则上报位置检测故障。3.如权利要求1所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,其特征在于,所述根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值,包括:每m个所述预设周期,对数据信息中的转速进行一次滤波;估算报警后的转子位置值估算公式如下:其中,Y(n)为第n次的转速滤波值,Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值,j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数,T为预设周期。4.如权利要求3所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,其特征在于,所述每m个所述预设周期,对所述数据信息中的转速进行一次滤波,包括:去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算剩下的m-2*x个转速的平均值,以得到转速的第一级滤波值,其中,m、x为正整数,且m大于2*x;通过如下公式对转速进行第二级滤波,以得到转速的第二级滤波值:Y(n)=αX(n)+Y(n-1)其中,Y(n)为第n次第二级转速滤波值,X(n)为第n次第一级转速滤波值,Y(n-1)为第n-1次第二级转速滤波值,α为滤波系数。5.如权利要求1所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,其特征在于,还包括:如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值不大于所述故障阈值,则采用所述解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机。6.如权利要求3所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法,其特征在于,在一个转速滤波周期内,还包括:判断所述j是否等于所述m;如果所述j等于所述m,则对数据信息中的转速进行一次滤波;如果所述j不等于所述m,则读取所述解码芯片传输的数据信息的次数加1。7.一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统,其特征在于,包括:旋转变压器,用于输出正交模拟信号;解码芯片,用于根据所述正交模拟信号解算出电机的转子位置值和转速,以及在所述正交模拟信号异常时产生报警信息;微处理器,用于通过串行外设接口SPI以预设周期读取解码芯片传输的数...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑易李玉军肖胜然刘荣宏
申请(专利权)人:北京新能源汽车股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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