一种三直流电机并联容错控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三直流电机并联容错控制系统及控制方法，与此同时系统中包含有参考电流计算模块以及电流重构计算模块将三路电流信号变为四路电流信号的操作，并在电机工作的过程中，根据采集到的瞬时信号进行电流重构计算的同时，采用故障检测和容错控制技术对电极在实时工作的过程中进行检测，保证三并联直流电机的正常工作；本发明专利技术三直流电机并联系统容错控制技术实现起来较为简单，可有效的实现三并联直流电机的相关控制的同时，保证了电机的正常工作，操作难度较小，便于理解。

【技术实现步骤摘要】
一种三直流电机并联容错控制系统及控制方法
本专利技术属于电机系统及控制
，特别涉及一种三直流电机并联容错控制系统及控制方法。
技术介绍
在目前的发展过程中，三直流电机控制系统有着十分重要的研究意义，在日常生活中有着极为广泛的应用，引起了越来越多科研人员的关注和重视。然而基于在三直流电机自身工作时的特点，其使用环境复杂，在这样的情况下，就使其在运转过程中，常常出现各种意想不到的问题，给正常的工作运行带来了许多的问题和困难，一方面对设备的性能造成不可逆的破坏，另一方面还可能引发各种危险和事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三直流电机并联容错控制系统及控制方法，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种三直流电机并联容错控制方法，包括以下步骤：S1，系统进行初始化，通过位置传感器经过转速计算模块输出实际转速w1w2w2，与参考转速值w1refw2refw3ref进行下述公式计算，将计算好的转速误差Ew1Ew2Ew3进入PI控制模块：Ewi＝wiref-wi(i＝1.2.3)S2，经过PI控制模块得到的三路的参考电流值Im1Im2Im3并输入到参考电流计算模块；S3，判断电机是否产生故障，若没有产生故障，电机正常运行，计算出四路参考电流值I1refI2refI3refI4ref；若电机发生故障，故障检测以及容错控制模块产生信号F，进入到参考电流计算模块中，使得发生故障的电机的实际电流值和参考电流值置零，通过计算后的电流误差值进入到滞环控制器模块中，通过脉冲信号的转变，进行下一步控制；S4，将支路的实际三路电流值x1x2x3经过电流重构计算模块计算出实际的四路电流值I1I2I3I4；并在进行电流重构计算的同时，根据故障检测以及容错控制策略模块产生错误信号F，并将其输入到参考电流模块、PWM模块以及四相电压源型容错逆变器模块进行电机工作状态的反馈；S5，将实际的电流值I1I2I3I4与参考电流值I1refI2refI3refI4ref进过下述计算出电流误差Ei1Ei2Ei3Ei4；EIi＝Iiref-Iii＝(1.2.3.4)S6，将计算后的电流误差EIii＝(1.2.3.4)进入滞环控制模块的得到四路脉冲信号H1H2H3H4；S7，将脉冲信号H1H2H3H4进入PWM模块进行脉冲调节，将参考电压输出波形与一列锯齿波相调制，观察二者的自然交点，获得PWM占空比的大小，通过四相电压源性逆变器，比较直流电机工作电压与直流供电电源的大小，实现并联三直流电机容错控制，并判断电机的运作状态；并通过S3步骤中的故障信号F经过四个双向晶闸管产生八路互补信号，产生的互补信号和S2步骤中的故障信号F传送给六相电压型容错逆变器驱动控制电机的四个桥臂的功率开关管与八个个熔断器的工作状态。进一步的，S2中的参考电流计算模块是将转速进过PI调节产生的三路电流值Imii＝(1.2.3)经过下式进行计算得到四路的考的电流值Iirefi＝(1.2.3.4)于后续的计算，其中kii＝(1.2.3)是直流电机转矩常数；进一步的，S3中的电流重构模块是将采集到的三路实际电流值xii＝(1.2.3)经过下式进行计算输出四路实际的电流值Iii＝(1.2.3)用于后续的计算，其中kii＝(1.2.3)是直流电机转矩常数；进一步的，S4中的错误信号F，共有七种取值，其中包括所有电机正常工作、一个电机故障、两个电机同时故障、三个电机同时故障：进一步的，一种三直流电机并联容错控制系统，采用权利要求1所述的三直流电机并联容错控制方法，包括：三并联直流电机、位置传感器、转速计算模块、PI控制模块、PWM模块、四相电压源型容错逆变器模块、参考电流计算模块、滞环控制模块和电流重构计算、故障检测以及容错控制策略模块；三并联直流电机、位置传感器、转速计算模块、PI控制模块、参考电流计算模块、滞环控制模块、PWM模块和四相电压源型容错逆变器模块依次连接，四相电压源型容错逆变器模块依次连接在连接到三并联直流电机；电流重构计算、故障检测以及容错控制策略模块连接到参考电流计算模块、滞环控制模块、三并联直流电机、PWM模块和四相电压源型容错逆变器模块。进一步的，转速调节采用PI调节进行，电流的相关计算采用参考电流计算模块和电流重构计算模块进行，整个系统的电流控制器采用滞环控制器进行，并伴有故障检测以及容错控制模块实现对三并联电机的容错控制。进一步的，PI控制器模块用于将参考电流的值wirefi＝(1.2.3)和实际转速wii＝(1.2.3)相计算后的转速误差Ewii＝(1.2.3)进行相关计算得到实际电流参量Imii＝(1.2.3)；参考电流计算模块用于对实际的电流值进行三路变四路的计算，计算后输出四路参考电流Iirefi＝(1.2.3)；转速计算模块用于对三并联直流电机的实际转速进行计算，输出三路实际转速值wii＝(1.2.3)；电流重构计算模块用于实际采集的电流信号进行三路变四路的计算，计算后输出四路实际的电流值Iii＝(1.2.3)；滞环控制器用于将实际计算的电流误差EIii＝(1.2.3)变为实际的脉冲信号；PWM脉冲调节模块和四相电压源型容错逆变器模块用于将脉冲信号Hii＝(1.2.3)进入PWM模块进行脉冲调节，将参考电压输出波形与一列锯齿波相调制，观察二者的自然交点，获得PWM占空比的大小；故障检测以及容错控制策略模块用于根据三并联电机的实时工作状况，产生错误信号F，并将其进入到参考电流计算模块，PWM控制模块以及四相电压源型容错逆变器模块当中，实现对三并联直流电机工作的控制。与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：本专利技术系统的硬件电路较为简单、属于事实控制方式，电流的反应较快、去掉了载波信号，输出电压波形中不含有特定频率的谐波分量、和原有的计算法以及调制法相比，相同开关频率是输出的电流中高次谐波含量较多、该系统属于闭环控制系统。进一步的，采用容错控制技术的方法，就是在三并联直流电机发生故障之前或者之后，根据检测到故障的信息，针对不同的故障源和故障特征，采取相应的容错控制措施，实现设备的正常工作，保证三并联直流电机正常工作。本专利技术三直流电机并联系统容错控制技术实现起来较为简单，可有效的实现三并联直流电机的相关控制的同时，保证了电机的正常工作，操作难度较小，便于理解。附图说明图1为三直流电机并联系统容错控制技术系统结构图；图2为三直流电机并联容错控制方法图；图3为三直流电机并联容错控制方法-L1桥臂示意图；图4为三直流电机并联系统容错控制技术系统流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进一步说明：请参阅图1至图4，本专利技术采用一种容错控制系统对三并联直流电机进行控制，与此同时系统中包含有参考电流计算模块以及电流重构计算模块将三路电流信号变为四路电流信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三直流电机并联容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，系统进行初始化，通过位置传感器经过转速计算模块输出实际转速w

【技术特征摘要】
1.一种三直流电机并联容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，系统进行初始化，通过位置传感器经过转速计算模块输出实际转速w1w2w2，与参考转速值w1refw2refw3ref进行下述公式计算，将计算好的转速误差Ew1Ew2Ew3进入PI控制模块：
Ewi＝wiref-wi(i＝1.2.3)
S2，经过PI控制模块得到的三路的参考电流值Im1Im2Im3并输入到参考电流计算模块；
S3，判断电机是否产生故障，若没有产生故障，电机正常运行，计算出四路参考电流值I1refI2refI3refI4ref；若电机发生故障，故障检测以及容错控制模块产生信号F，进入到参考电流计算模块中，使得发生故障的电机的实际电流值和参考电流值置零，通过计算后的电流误差值进入到滞环控制器模块中，通过脉冲信号的转变，进行下一步控制；
S4，将支路的实际三路电流值x1x2x3经过电流重构计算模块计算出实际的四路电流值I1I2I3I4；
并在进行电流重构计算的同时，根据故障检测以及容错控制策略模块产生错误信号F，并将其输入到参考电流模块、PWM模块以及四相电压源型容错逆变器模块进行电机工作状态的反馈；
S5，将实际的电流值I1I2I3I4与参考电流值I1refI2refI3refI4ref进过下述计算出电流误差Ei1Ei2Ei3Ei4；
EIi＝Iiref-Iii＝(1.2.3.4)
S6，将计算后的电流误差EIii＝(1.2.3.4)进入滞环控制模块的得到四路脉冲信号H1H2H3H4；
S7，将脉冲信号H1H2H3H4进入PWM模块进行脉冲调节，将参考电压输出波形与一列锯齿波相调制，观察二者的自然交点，获得PWM占空比的大小，通过四相电压源性逆变器，比较直流电机工作电压与直流供电电源的大小，实现并联三直流电机容错控制，并判断电机的运作状态；并通过S3步骤中的故障信号F经过四个双向晶闸管产生八路互补信号，产生的互补信号和S2步骤中的故障信号F传送给六相电压型容错逆变器驱动控制电机的四个桥臂的功率开关管与八个个熔断器的工作状态。


2.根据权利要求1所述的一种三直流电机并联容错控制方法，其特征在于，S2中的参考电流计算模块是将转速进过PI调节产生的三路电流值Imii＝(1.2.3)经过下式进行计算得到四路的考的电流值Iirefi＝(1.2.3.4)于后续的计算，其中kii＝(1.2.3)是直流电机转矩常数；





3.根据权利要求1所述的一种三直流电机并联容错控制方法，其特征在于，S3中的电流重构模块是将采集到的三路实际电流值xii＝(1.2.3)经过下式进行计算输出四路实际的电流值Iii＝(1.2.3)用于后续的计算，其中kii＝(1.2.3)是直流电机转矩常数；





4.根据权利要求1所述的一种三直流电机并联容错控制方法，其特征在于，S4中的错误信号F，共有七种取值，其中包括所有电机正常工作、一个电机故障、两个电机同时故障、三个电机同时故障：





5.一种三直流电机并联容错控制系统，其特征在于，采用权利要求1所述的三直流电机并联容错控制方法，包括：三并联直流电机、位置传感器、转速计算模块、PI控制模块、PWM模块、四相电压源型容错逆变器模块、参考电流计算模块、滞环控制模块和电流重构计算、故障检测以及容错控制策略模块；三并联直流电机、位置传感器、转速计算模块、PI控制模块、参考电流计算模块、滞环控制模块、PWM模块和四相电压源型容错逆变器模块依...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海，石泽凯，李晓辉，李杰，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61