多机电致动器控制系统技术方案

多机电致动器控制系统。一种用于控制附接至结构以用于移动和定位所述结构的多个致动器的系统包括各个致动器的电机中的磁通量传感器。该磁通量传感器感测关联的电机中的磁通量并且生成与关联的电机中的磁通量对应的电信号。该系统还包括控制单元，该控制单元从各个致动器的磁通量传感器接收所述电信号。该控制单元被配置为响应于在各个致动器的电机中所感测的磁通量，生成到各个致动器的用于平衡由各个致动器施加至所述结构的转矩的驱动命令信号。

Multi electromechanical actuator control system

Multi electromechanical actuator control system. A system for controlling a plurality of actuators attached to a structure for moving and locating the structure includes a magnetic flux sensor in the motor of each actuator. The flux sensor senses the flux in the motor associated with it and generates an electrical signal corresponding to the magnetic flux in the associated motor. The system also includes a control unit that receives the signal from the flux sensor of the various actuators. The control unit is configured to respond to the magnetic flux sensed in the motor of each actuator, and generate the driving command signal for each actuator to balance the torque exerted by each actuator to the structure.

【技术实现步骤摘要】
多机电致动器控制系统
本公开涉及机电致动器，更具体地，涉及一种多机电致动器控制系统。
技术介绍
载具以及其它设备或结构可包括通过诸如机电致动器的致动器来移动或定位的结构部件。例如，飞行器或航天载具包括通过致动器或机电致动器来移动或定位的飞行控制面。可使用多个致动器来移动和定位单个飞行控制面。致动器可包括一个以上电机，或者多个单独的致动器可被附接至同一表面。这些致动器或致动器内的电机可以不同的力或转矩作用于飞行控制面上。因此，致动器可能在移动或定位表面方面彼此阻挡或对抗，而非一致或一起工作。没有在极限或设计参数内操作或者发生故障的致动器可能阻碍或阻挡使表面移动的其它致动器的操作。
技术实现思路
根据实施方式，一种用于控制附接至结构以用于移动和定位该结构的多个致动器的系统在各个致动器的电机中包括磁通量传感器。该磁通量传感器感测关联的电机中的磁通量并且生成与关联的电机中的磁通量对应的电信号。该系统还包括控制单元，控制单元从各个致动器的磁通量传感器接收电信号。该控制单元被配置为响应于在各个致动器的电机中所感测的磁通量生成到各个致动器的用于平衡由各个致动器施加于结构的转矩的驱动命令信号。根据另一实施方式，一种用于控制附接至结构以用于移动和定位该结构的多个致动器的系统包括在各个致动器的电机中的磁通量传感器。该磁通量传感器感测关联的电机中的磁通量并且生成与关联的电机中的磁通量对应的电信号。该系统还包括控制单元，该控制单元从各个致动器的磁通量传感器接收电信号。该控制单元包括阈值窗口检测器，其被配置为执行包括以下操作的功能：基于与特定致动器的关联的电机中的磁通量对应的电信号检测在预设性能极限之外的特定致动器的磁通量密度。该控制单元还包括通量选择器，其被配置为执行包括以下操作的功能：响应于特定致动器的磁通量密度大于预设上限或低于预设下限而停用特定致动器。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，通量选择器还被配置为执行包括以下操作的功能：中和(neutralize)各个致动器的电机的磁通量密度之间的差异。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，中和各个致动器的电机的磁通量密度之间的差异包括：通过修改与各个致动器关联的致动器驱动电路的增益来均衡各个致动器的电机的磁通量密度。根据另一实施方式，一种控制附接至结构以用于移动和定位该结构的多个致动器的方法包括：感测各个致动器的电机中的磁通量并生成与电机中的磁通量对应的电信号。该方法还包括：响应于在各个致动器的电机中所感测的磁通量生成到各个致动器的用于平衡由各个致动器施加于结构的转矩的驱动命令信号。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，各个致动器的电机包括三相电机，并且磁通量传感器包括用于三相电机的各相的通量传感器绕组。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，三相电机包括环形定子。该环形定子包括用于各相的多个定子柱(statorpost)。用于各相的定子柱分别围绕环形定子被连续地散布。环形定子还包括用于各相的相绕组。用于各相的相绕组缠绕在与各个相应相关联的多个定子柱上。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，用于各相的通量传感器绕组包括缠绕在关联的相的至少一个定子柱上的次级绕组。在特定相的相绕组中流动的电流在特定相的各个定子柱中生成磁通量，并且该磁通量在各个定子柱处生成磁场。该磁场横跨特定相的通量传感器绕组生成电压信号。该电压信号具有与缠绕有特定相的通量传感器绕组的定子柱中的磁通量的水平对应的幅度。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，用于各相的通量传感器绕组电连接至用于各相的磁通量水平检测器。各个磁通量水平检测器被配置为将来自关联的通量传感器绕组交流(AC)电压信号转换为与电机的关联的相中的磁通量水平对应的直流(DC)电压信号。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，该系统还包括被配置为从来自电机的三个相的DC电压信号确定电机的磁通量密度的电路。电机的磁通量密度对应于当电机被通电(energize)时电机所提供的转矩，并且该电路生成表示由电机或致动器提供给结构的转矩的输出信号。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，来自电机的三个相的DC电压信号被求和以提供电机的磁通量密度和表示由电机或关联的致动器提供给结构的转矩的输出信号。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，该系统还包括比较和平衡模块，比较和平衡模块从被配置为确定与各个致动器关联的电机的磁通量密度的电路接收多个输出信号。各个输出信号表示由各个致动器的电机提供给结构的转矩。比较和平衡模块被配置为比较各个输出信号，并生成到各个致动器的用于平衡由各个致动器施加于结构的转矩的命令信号。根据另一实施方式或者前述任何实施方式，该结构是飞行器的飞行控制面。所讨论的特征、功能和优点可在各种实施方式中独立地实现，或者可在其它实施方式中被组合，其进一步的细节可参见以下描述和附图。附图说明图1是根据本公开的实施方式的多致动器控制系统的示例的示意性框图。图2是根据本公开的另一实施方式的用于包括磁通量传感器的致动器的电机的示例。图3是根据本公开的实施方式的磁通量水平检测器的示例的示意图。图4是根据本公开的实施方式的用于从所检测的磁通量水平确定电机转矩的电路的示例的示意图。图5是根据本公开的实施方式的平衡由各个致动器施加于结构的转矩或力的比较和平衡转矩模块的示例的示意性框图。图6是根据本公开的另一实施方式的多致动器控制系统的示例的示意性框图。图7是根据本公开的实施方式的控制多个致动器的方法的示例的流程图。具体实施方式实施方式的以下详细描述参考了附图，附图示出本公开的特定实施方式。具有不同结构和操作的其它实施方式没有脱离本公开的范围。在不同的图中，相似的标号可表示相同的元件或部件。图1是根据本公开的实施方式的用于控制附接至结构104以用于移动和定位结构104的多个致动器102a-102n或机电致动器(EMA)的系统100的示例的示意性框图。结构104可以是装置或总成106的任何类型的结构或部件，其需要多个致动器102a-102n以相对于装置或总成106来移动和定位结构104。根据实施方式，结构104是飞行器的飞行控制面。在另一示例中，结构104是土木结构(例如，建筑物、桥或其它土木结构)的诸如门、穹顶、附属物等的活动部件，并且多个致动器102a-102n使活动部件相对于土木结构移动。本文所描述的系统100可被配置为使任何结构相对于另一结构移动，其需要多个致动器。多个单独的致动器102a-102n被锚定至装置或总成106并通过任何合适的布置附接至结构104。多个致动器102a-102n响应于电信号(例如，在装置或总成106为飞行器的示例性实施方式中，来自接口110或飞行控制系统的位置信号或角度信号108)相对于总成106来移动和定位结构104。各个致动器102a-102n包括电机112。根据实施方式，电机112是三相电机。各个致动器102a-102n的电机112机械地联接至齿轮组114或齿轮总成。各个致动器102a-102n的齿轮组114通过任何合适的布置机械地联接或附接至结构104或飞行器控制面。如本文所述，在操作期间电机112可被控制以提供特定转矩116或力，所述转矩116或力通过齿轮组114被机械地传递给结构104以用于使结构104按照预定速度移动以及响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制附接至结构以用于移动和定位所述结构的多个致动器的系统，该系统包括：各个致动器的电机中的磁通量传感器，该磁通量传感器感测关联的电机中的磁通量并且生成与所述关联的电机中的磁通量对应的电信号；以及控制单元，该控制单元从各个致动器的所述磁通量传感器接收所述电信号，该控制单元包括：阈值窗口检测器，该阈值窗口检测器被配置为执行包括以下操作的功能：基于与特定致动器的关联的电机中的磁通量对应的电信号来检测所述特定致动器的磁通量密度在预设性能极限之外；以及通量选择器，该通量选择器被配置为执行包括以下操作的功能：响应于所述特定致动器的磁通量密度大于预设上限或低于预设下限，停用所述特定致动器。

【技术特征摘要】
2016.10.10 US 15/289,4091.一种用于控制附接至结构以用于移动和定位所述结构的多个致动器的系统，该系统包括：各个致动器的电机中的磁通量传感器，该磁通量传感器感测关联的电机中的磁通量并且生成与所述关联的电机中的磁通量对应的电信号；以及控制单元，该控制单元从各个致动器的所述磁通量传感器接收所述电信号，该控制单元包括：阈值窗口检测器，该阈值窗口检测器被配置为执行包括以下操作的功能：基于与特定致动器的关联的电机中的磁通量对应的电信号来检测所述特定致动器的磁通量密度在预设性能极限之外；以及通量选择器，该通量选择器被配置为执行包括以下操作的功能：响应于所述特定致动器的磁通量密度大于预设上限或低于预设下限，停用所述特定致动器。2.根据权利要求1所述的系统，其中，各个致动器的电机包括三相电机，并且所述磁通量传感器包括用于所述三相电机的各相的通量传感器绕组。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述三相电机包括环形定子，该环形定子包括：用于各相的多个定子柱，用于各相的所述定子柱分别围绕所述环形定子连续地散布；以及用于各相的相绕组，用于各相的所述相绕组缠绕在与各个相应相关联的所述多个定子柱上。4.根据权利要求3所述的系统，其中，用于各相的所述通量传感器绕组包括缠绕在关联的相的至少一个定子柱上的次级绕组，在特定相的所述相绕组中流动的电流在所述特定相的各个定子柱中生成磁通量，并且所述磁通量在各个定子柱处生成磁场，所述磁场横跨用于所述特定相的所述通量传感器绕组生成电压信号，其中，所述电压信号具有与缠绕有用于所述特定相的所述通量传感器绕组的所述定子柱中的磁通量的水平对应的幅度。5.根据权利要求2所述的系统，其中，用于各相的所述通量传感器绕组电连接至用于各相的磁通量水平检测器，其中，各个磁通量水平检测器被配置为将来自关联的通量传感器绕组的交流AC电压信号转换为与所述电机的关联的相中的磁通量水平对应的直流DC电压信号。6.根据权利要求5所述的系统，该系统还包括被配置为从来自所述电机的三相的所述DC电压信号确定所述电机的磁通量密度的电路，其中，所述电机的磁通量密度对应于当所述电机被通电时由所述电机提供的转矩，并且其中，所述电路生成表示由所述电机提供给所述结构的转矩的输出信号。7.根据权利要求6所述的系统，其中，来自所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·小佩克，J·M·基安鲍，J·C·科夫曼，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US