一种步进电机行程检测方法及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种步进电机行程检测方法，其中，包括：获取油针位置数据；判断油针位置数据是否有效；若有效，则计算得到步进电机的初始位置以及计算得到燃油流量初始值；对步进电机进行回零输出检测，最大行程输出检测以及进行第一次步进电机卡死故障检测，反向回零输出检测以及进行第二次步进电机卡死故障检测；计算得到步进电机的目标位置；计算步进电机的目标位置与当前位置的差值；将差值作为步进电机的步长进行输出，同时进行第三次步进电机卡死故障检测；判断检测结果是否存在步进电机卡死故障；若存在，则输出步进电机行程检测不通过。本发明专利技术还公开了一种步进电机行程检测装置。本发明专利技术提供的步进电机行程检测方法提高了发动机的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机行程检测方法及检测装置
本专利技术涉及航空发动机控制
，尤其涉及一种步进电机行程检测方法及一种步进电机行程检测装置。
技术介绍
航空发动机的燃油控制输出必须能做到确认关闭、全行程、高实时和双向。而大部分航空发动机的燃油输出执行机构为步进电机。作为航空发动机的关键机构，其控制输出的有效性至关重要。为了有效避免在空中发生燃油输出无法彻底切油、全行程执行或双向执行失败的意外，需要在发动机正式起动前，对步进电机进行行程检测。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种步进电机行程检测方法及一种步进电机行程检测装置，以解决现有技术中的问题。作为本专利技术的第一个方面，提供一种步进电机行程检测方法，其中，所述步进电机行程检测方法包括：获取油针位置数据；判断所述油针位置数据是否有效；若所述油针位置数据有效，则根据所述油针位置数据与步进电机位置的函数关系计算得到步进电机的初始位置，以及根据所述油针位置数据与燃油流量的函数关系计算得到燃油流量初始值；根据所述步进电机的初始位置对所述步进电机进行回零输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位；根据所述步进电机零位对所述步进电机进行最大行程输出检测以及进行第一次步进电机卡死故障检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机的最大行程位置以及第一故障检测结果；根据所述步进电机最大行程位置对所述步进电机进行反向回零输出检测以及进行第二次步进电机卡死故障检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位以及第二故障检测结果；根据所述燃油流量初始值以及燃油流量与步进电机位置的函数计算得到步进电机的目标位置，且所述步进电机的目标位置为所述步进电机的初始位置；计算所述步进电机的目标位置与所述步进电机的当前位置的差值；将所述差值作为所述步进电机的步长进行输出，直至所述步进电机到达所述步进电机的目标位置，同时进行第三次步进电机卡死故障检测，并得到第三故障检测结果；判断所述第一故障检测结果、第二故障检测结果和第三故障检测结果是否存在步进电机卡死故障的检测结果；若所述第一故障检测结果、第二故障检测结果和第三故障检测结果中存在步进电机卡死故障的检测结果，则输出步进电机行程检测不通过。优选地，所述步进电机行程检测方法还包括：若所述油针位置数据无效，则将步进电机最大行程作为所述步进电机的初始位置，并得到油针位置故障检测结果；从所述步进电机的初始位置开始以最小步长反向移动（步进电机的初始位置/最小步长）的步数后，设置所述步进电机的当前位置为零位，以及设置燃油流量初始值为零；根据所述油针位置故障检测结果判定步进电机行程检测不通过。优选地，所述判断所述油针位置数据是否有效包括：判断所述油针位置数据是否在第一阈值范围内，以及判断所述油针位置的变化速度是否在第二阈值范围内，若所述油针位置数据在第一阈值范围内，且所述油针位置的变化速度在第二阈值范围内，则判定所述油针位置数据有效，否则，判定所述油针位置数据无效。优选地，所述油针位置数据通过角度反映所述燃油流量的大小。优选地，所述根据所述步进电机的初始位置对所述步进电机进行回零输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位包括：控制所述步进电机从所述步进电机的初始位置开始以最小步长向所述步进电机的小行程方向移动（步进电机的初始位置+K）/最小步长的步数，其中，K表示冗余量；得到步进电机的当前位置为步进电机零位。优选地，所述根据所述步进电机零位对所述步进电机进行最大行程输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机的最大行程位置包括：控制所述步进电机从所述步进电机零位以步进电机每周期最大步长向所述步进电机的最大行程位置移动；得到所述步进电机的当前位置为步进电机最大行程位置。优选地，所述根据所述步进电机最大行程位置对所述步进电机进行反向回零输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位包括：控制所述步进电机从所述步进电机的最大行程位置以步进电机每周期最大步长向所述步进电机的最小行程位置移动；得到所述步进电机的当前位置为步进电机零位。优选地，所述步进电机行程检测方法包括：若所述差值大于步进电机每周期最大步长，则控制所述步进电机以每周期最大步长数值，直至所述步进电机到达所述步进电机的目标位置。优选地，所述步进电机每周期输出一个步长，所述步进电机的当前位置累加一个步长作为步进电机的新的当前位置，并以该步进电机的新的当前位置为输入，根据所述油针位置数据与所述步进电机位置的函数关系计算得到油针位置的理论值，进行第一次步进电机卡死故障检测、进行第二次步进电机卡死故障检测和进行第三次步进电机卡死故障检测均包括：以所述步进电机的当前位置为输入，根据油针位置与步进电机位置的函数关系的反函数计算油针位置的理论值；实时获取油针位置的当前值；若|油针位置的理论值-油针位置的当前值|＞判故阈值，且持续时间大于时间长度阈值，则所述第一故障检测结果/第二故障检测结果/第三故障检测结果为步进电机卡死故障。作为本专利技术的第二个方面，提供一种步进电机行程检测装置，其中，所述步进电机行程检测装置包括：获取模块，所述获取模块用于获取油针位置数据；第一判断模块，所述第一判断模块用于判断所述油针位置数据是否有效；第一计算模块，所述计算模块用于若所述油针位置数据有效，则根据所述油针位置数据与步进电机位置的函数关系计算得到步进电机的初始位置，以及根据所述油针位置数据与燃油流量的函数关系计算得到燃油流量初始值；回零输出检测模块，所述回零输出检测模块用于根据所述步进电机的初始位置对所述步进电机进行回零输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位；最大行程输出检测模块，所述最大行程输出检测模块用于根据所述步进电机零位对所述步进电机进行最大行程输出检测以及进行第一次步进电机卡死故障检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机的最大行程位置以及第一故障检测结果；反向回零输出检测模块，所述反向回零输出检测模块用于根据所述步进电机最大行程位置对所述步进电机进行反向回零输出检测以及进行第二次步进电机卡死故障检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位以及第二故障检测结果；第二计算模块，所述第二计算模块用于根据所述燃油流量初始值以及燃油流量与步进电机位置的函数计算得到步进电机的目标位置，且所述步进电机的目标位置为所述步进电机的初始位置；第三计算模块，所述第三计算模块用于计算所述步进电机的目标位置与所述步进电机的当前位置的差值；输出与故障检测模块，所述输出与故障检测模块用于将所述差值作为所述步进电机的步长进行输出，直至所述步进电机到达所述步进电机的目标位置，同时进行第三次步进电机卡死故障检测，并得到第三故障检测结果；第二判断模块，所述第二判断模块用于判断所述第一故障检测结果、第二故障检测结果和第三故障检测结果是否存在步进电机卡死故障的检测结果；检测结果输出模块，所述检测结果输出模块用于若所述第一故障检测结果、第二故障检测结果和第三故障检测结果中存在步进电机卡死故障的检测结果，则输出步进电机行程检测不通过。本专利技术提供的步进电机行程检测方法，能够根据步进电机控制原理，对步进电机进行全行程双向输出，无需另外添加硬件电子设备，快速检查步进电机控制的有效性，发现电机控制的可能行程问题，有效避免在空中发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种步进电机行程检测方法，其特征在于，所述步进电机行程检测方法包括：获取油针位置数据；判断所述油针位置数据是否有效；若所述油针位置数据有效，则根据所述油针位置数据与步进电机位置的函数关系计算得到步进电机的初始位置，以及根据所述油针位置数据与燃油流量的函数关系计算得到燃油流量初始值；根据所述步进电机的初始位置对所述步进电机进行回零输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位；根据所述步进电机零位对所述步进电机进行最大行程输出检测以及进行第一次步进电机卡死故障检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机的最大行程位置以及第一故障检测结果；根据所述步进电机最大行程位置对所述步进电机进行反向回零输出检测以及进行第二次步进电机卡死故障检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位以及第二故障检测结果；根据所述燃油流量初始值以及燃油流量与步进电机位置的函数计算得到步进电机的目标位置，且所述步进电机的目标位置为所述步进电机的初始位置；计算所述步进电机的目标位置与所述步进电机的当前位置的差值；将所述差值作为所述步进电机的步长进行输出，直至所述步进电机到达所述步进电机的目标位置，同时进行第三次步进电机卡死故障检测，并得到第三故障检测结果；判断所述第一故障检测结果、第二故障检测结果和第三故障检测结果是否存在步进电机卡死故障的检测结果；若所述第一故障检测结果、第二故障检测结果和第三故障检测结果中存在步进电机卡死故障的检测结果，则输出步进电机行程检测不通过。...

【技术特征摘要】
1.一种步进电机行程检测方法，其特征在于，所述步进电机行程检测方法包括：获取油针位置数据；判断所述油针位置数据是否有效；若所述油针位置数据有效，则根据所述油针位置数据与步进电机位置的函数关系计算得到步进电机的初始位置，以及根据所述油针位置数据与燃油流量的函数关系计算得到燃油流量初始值；根据所述步进电机的初始位置对所述步进电机进行回零输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位；根据所述步进电机零位对所述步进电机进行最大行程输出检测以及进行第一次步进电机卡死故障检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机的最大行程位置以及第一故障检测结果；根据所述步进电机最大行程位置对所述步进电机进行反向回零输出检测以及进行第二次步进电机卡死故障检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位以及第二故障检测结果；根据所述燃油流量初始值以及燃油流量与步进电机位置的函数计算得到步进电机的目标位置，且所述步进电机的目标位置为所述步进电机的初始位置；计算所述步进电机的目标位置与所述步进电机的当前位置的差值；将所述差值作为所述步进电机的步长进行输出，直至所述步进电机到达所述步进电机的目标位置，同时进行第三次步进电机卡死故障检测，并得到第三故障检测结果；判断所述第一故障检测结果、第二故障检测结果和第三故障检测结果是否存在步进电机卡死故障的检测结果；若所述第一故障检测结果、第二故障检测结果和第三故障检测结果中存在步进电机卡死故障的检测结果，则输出步进电机行程检测不通过。2.根据权利要求1所述的步进电机行程检测方法，其特征在于，所述步进电机行程检测方法还包括：若所述油针位置数据无效，则将步进电机最大行程作为所述步进电机的初始位置，并得到油针位置故障检测结果；从所述步进电机的初始位置开始以最小步长反向移动（步进电机的初始位置/最小步长）的步数后，设置所述步进电机的当前位置为零位，以及设置燃油流量初始值为零；根据所述油针位置故障检测结果判定步进电机行程检测不通过。3.根据权利要求1或2所述的步进电机行程检测方法，其特征在于，所述判断所述油针位置数据是否有效包括：判断所述油针位置数据是否在第一阈值范围内，以及判断所述油针位置的变化速度是否在第二阈值范围内，若所述油针位置数据在第一阈值范围内，且所述油针位置的变化速度在第二阈值范围内，则判定所述油针位置数据有效，否则，判定所述油针位置数据无效。4.根据权利要求3所述的步进电机行程检测方法，其特征在于，所述油针位置数据通过角度反映所述燃油流量的大小。5.根据权利要求1或2所述的步进电机行程检测方法，其特征在于，所述根据所述步进电机的初始位置对所述步进电机进行回零输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机零位包括：控制所述步进电机从所述步进电机的初始位置开始以最小步长向所述步进电机的小行程方向移动（步进电机的初始位置+K）/最小步长的步数，其中，K表示冗余量；得到步进电机的当前位置为步进电机零位。6.根据权利要求1或2所述的步进电机行程检测方法，其特征在于，所述根据所述步进电机零位对所述步进电机进行最大行程输出检测，并得到步进电机的当前位置为步进电机的最大行程位置包括：控制所述步进电机从所述步进电机零位以步进电机每周期最大步长向所述步进电机的最大行程位置移动；得到所述步进电机的当前位置为步进电机最大行程位置。7.根据权利要求1或2所述的步进电机行程检测方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：施彬彬，李伟，周雄，刘念，邵腾飞，
申请(专利权)人：中国航发控制系统研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32