一种并联电机容错系统及控制方法技术方案

技术编号:25528049 阅读:63 留言:0更新日期:2020-09-04 17:16
本发明专利技术公开了一种并联电机容错系统及控制方法,包括第一直流电机、第二直流电机、第一逆变器工作桥臂、第二逆变器工作桥臂及第三逆变器工作桥臂;第一直流电机的正极与第一逆变器桥臂,负极与第三逆变器桥臂相连;第二直流电机的正极与第二逆变器桥臂相连,负极与第三逆变器桥臂相连;本发明专利技术通过在双直流电机控制系统中采用了两台直流电机共用一路逆变器工作桥臂的方式,减少了逆变器工作桥臂的数量,降低了系统元器件成本;当某个电机发生故障时,可以通过改变容错控制系统拓扑结构的方式,调整容错控制系统的控制策略,使得电机系统在新的拓扑结构下仍然能够持续可靠的运行,有效保证了工业生产时的持续可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种并联电机容错系统及控制方法
本专利技术涉及电机系统及控制
,特别涉及一种并联电机容错系统及控制方法。
技术介绍
直流电机广泛应用在航天航空以及企业生产领域中,为了预防硬件电路出现故障,导致系统无法正常工作的情况发生,电机系统的容错控制系统成为了国内外广大学者的重点研究方向。容错控制系统的原理是:当设备发生故障时,根据检测到的故障信息,针对不同的故障原因,采取相对应的容错控制措施,保证系统能够正常运行。容错控制系统一般分为被动容错控制和主动容错控制两大类。在目前的工业生产中,为了实现故障容错,一般采取以下两种方法:(1)综合冗余法:将多种冗余资源,包括硬件冗余、软件冗余、时间冗余、信息冗余等综合运用以实现故障容错;(2)故障补偿法:通过调整系统的某些参数性能或设计故障补偿来实现故障容错。而现有的综合冗余法存在维护成本较高,资源浪费的技术问题;现有的故障补偿法大多需要改变系统参数实现故障容错,操作难度较大。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题,本专利技术的目的在于提供了一种并联电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联电机容错控制方法,其特征在于,包括以下步骤:/nS1、容错控制系统初始化,分别测量第一直流电机DCM1的实际电流值X

【技术特征摘要】
1.一种并联电机容错控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、容错控制系统初始化,分别测量第一直流电机DCM1的实际电流值X1及实际转速值ω1,第二直流电机DCM2的实际电流值X2及实际转速值ω2,并检测电机系统中是否有故障发生;
S2、当电机系统正常健康工作时,容错控制系统故障状态指标F=0;第一双向晶闸管TR1、第二双向晶闸管TR2及第三双向晶闸管TR3均导通,第一逆变器工作桥臂L1、第二逆变器工作桥臂L2及第三逆变器工作桥臂L3均处于工作状态,容错控制系统处于双直流电机并联电流滞环控制方式下;
S3、当第一直流电机DCM1发生故障时,容错控制系统故障状态指标F=1;第一双向晶闸管TR1关断,第二双向晶闸管TR2及第三双向晶闸管TR3导通,第二逆变器工作桥臂L2及第三逆变器工作桥臂L3处于工作状态,第一逆变器工作桥臂L1不工作,容错控制系统处于第二直流电机滞环控制方式下;
S4、当第二直流电机DCM2发生故障时,容错控制系统故障状态指标F=2,第二双向晶闸管TR2关断,第一双向晶闸管TR1及第三双向晶闸管TR3导通,第一逆变器工作桥臂L1及第三逆变器工作桥臂L3处于工作状态,第二逆变器工作桥臂L2不工作,容错控制系统处于第一直流电机滞环控制方式下。


2.根据权利要求1所述的一种并联电机容错控制方法,其特征在于,步骤S1中,若第一直流电机DCM1或第二直流电机DCM2的实际电流的取值不在直流电机正常工作电流范围之内时,直流电机系统处于故障状态。


3.根据权利要求1所述的一种并联电机容错控制方法,其特征在于,步骤S2中,当电机系统健康时:将第一直流电机及第二直流电机的实际转速与参考转速进行PI调节,得到参考电流;对参考电流进行电流合成,获得合成参考电流;采用对第一直流电机及第二直流电机的实际电流进行重构计算,得到重构电流;将合成参考电流与重构电流进行滞环比较,通过PWM脉冲模块驱动三相逆变器电路,实现了双直流电机并联系统的电流滞环控制。


4.根据权利要求3所述的一种并联电机容错控制方法,其特征在于,当电机系统健康时,参考电流Iiref的合成计算如下:



其中,Im1、Im2为速度环中PI调节器生成的参考电流;I1ref、I.ref、I3ref分别为三条逆变器工作桥臂上的合成参考电流值;
重构电流Ii的计算如下:



其中,I1、I2、I3分别代表三条逆变器工作桥臂上的合成参考电流值重构计算后的电流值;
电流滞环比较器计算如下:



其中,i=1,……,n+1;Q表示与上一时刻电流滞环比较器输出值相等;δ为电流滞环比较器的阈值;eIi为电流误差且为电流滞环比较器的输入;Hi为电流滞环比较器的输出;
PWM脉冲模块驱动三相逆变器电路计算为:



其中,PL为功率开关管的PWM方波信号,arr为单片机定时器的自动重装载寄存器值,psc为单片机定时器的计数器时钟。


5.根据权利要求1所述的一种并联电机容错控制方法,其特征在于,步骤S3中,当第一直流电机DCM1发生故障时:将第二直流电机的实际转速与参考转速进行PI调节,得到参考电流;对参考...

【专利技术属性】
技术研发人员:张守旭崔荣鑫严卫生王银涛李俊兵房新鹏左磊林海
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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