一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法，控制步骤如下：a)、主控制器从总线接收上位机的指令，对主绕组进行控制，从控制器从总线接收指令，对从绕组进行控制，并且从控制器接收主绕组电流反馈信号；b)、从控制器对主绕组电流反馈信号进行快速傅利叶变换FFT，提取电流的基波、三次谐波、五次谐波以及偶次谐波，通过对主绕组电流反馈信号中电流谐波的实时分析，判断主控制器的运行状态，当主绕组电流反馈信号中电流谐波异常时，且在设定时间内未得到启动指令的情况下，从控制器将自主启动，对从绕组进行控制。本发明专利技术的方法能精确及时感知高压侧出现异常的情况，避免误检测漏检，极大提升双绕组运行的可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法


[0001]本专利技术属于双绕组电机控制方法
，更具体地说，是涉及一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法。

技术介绍

[0002]双绕组电机由两套独立绕组组成，其主要目的是通过增加系统的冗余来提高系统的可靠性。在主绕组控制系统失效的情况下，启动从绕组控制系统，从而保证系统在短时间内能正常运行，最典型的应用场景是车辆的助力转向装置，尤其是大型车辆的助力系统，在主控系统失效情况下，从控制系统紧急启动，保证车辆助力不会立即失灵。
[0003]目前的方案是主控制器和从控制器同时接收来自上位机通过现场总线发出的速度和启停等指令来工作，主从控制器接收到指令后，经过速度环、电流环的矢量控制计算，将结果输入到功率逆变回路分别对电机的主、从绕组进行控制。其中从绕组的运行指令通常由上位机给定，也有些由主控制器负责给定，主控制器通过分析自身的工作状态来决定从控制器是否启动和需要承担的工作份额。
[0004]现有系统最大问题是过度依赖现场总线，不管是上位机给到从控制的指令还是主控制器给到从控制器的指令，都是通过现场总线发送过来的，现场总线一般是CAN或SPI，一旦现场总线的链路中断，从控制器将无法获取指令，在主控制系统失效情况下，从控制器系统将无法启动，达不到应急作用，严重时将发生重大的安全事故。
[0005]而且总线本身是有延时的，通常是10毫秒甚至更长的时间，而电流控制是微秒级的，总线延迟时间过长会导致主从控制系统在切换时的振荡反应，严重时甚至失稳，在助力转向装置的表现是方向盘会回弹打手，并且方向盘来回抖动。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法，该方法可以有效防止双绕组电机失效。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法，包括主绕组、从绕组以及分别用于控制主绕组、从绕组的主控制器和从控制器，所述控制步骤如下：a)、主控制器从总线接收上位机的指令，对主绕组进行控制，从控制器从总线接收上位机或者主控制器的指令，对从绕组进行控制，并且从控制器接收主绕组电流反馈信号；b)、从控制器对主绕组电流反馈信号进行快速傅利叶变换FFT，提取电流的基波、三次谐波、五次谐波以及偶次谐波，通过对主绕组电流反馈信号中电流谐波的实时分析，判断主控制器的运行状态，当主绕组电流反馈信号中电流谐波异常时，且在设定时间内未得到启动指令的情况下，从控制器将自主启动，对从绕组进行控制。
[0008]作为优选方案，所述主绕组电流反馈信号中电流谐波异常情况包括桥臂不对称破坏和桥臂对称破坏两种情况。
[0009]作为优选方案，所述桥臂不对称破坏情况下，主绕组电流反馈信号中电流谐波中的偶次谐波值大于标定值；且主绕组电流反馈信号中电流谐波中的三次谐波以及三次谐波的倍数谐波均大于标定值。
[0010]作为优选方案，所述桥臂对称破坏情况下，主绕组电流反馈信号中电流谐波中的五次谐波以及更高次谐波均大于标定值。
[0011]作为优选方案，所述从控制器还需要提取电流的七次谐波、九次谐波、十一次谐波以及十三次谐波。
[0012]作为优选方案，所述从控制器包括自主启动决策模块、速度控制模块、力矩控制模块和功率逆变模块，所述自主启动决策模块接收总线上的指令以及主绕组电流反馈信号，并且自主启动模块通过速度控制模块、力矩控制模块和功率逆变模块对主绕组进行控制。
[0013]作为优选方案，所述主控制器包括速度控制模块、力矩控制模块和功率逆变模块，所述速度控制模块接收总线上的指令，并通过力矩控制模块和功率逆变模块对主绕组进行控制。
[0014]作为优选方案，所述速度控制模块还接收电机位置及速度反馈信号，所述力矩控制模块还分别接收对应的主绕组或者从绕组的电流反馈信号。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术加入了从控制器自主启动决策模块，主控制器工作时，从控制器在实时接收指令的同时，增加了对主控绕组电流侧的监测，通过快速傅利叶变换FFT，提取电流的基波、三次谐波、五次谐波以及其它高阶谐波；并且通过对主绕组电流谐波的实时分析判断主控制器的运行状态，一旦出现异常，在设定时间未得到启动指令情况下，将自主启动，且上述的检出标准能精确及时感知高压侧出现异常的情况，避免误检测漏检，极大提升双绕组运行的可靠性本专利技术的方法直接从主控制器的电流侧实时获取异常信号，可以极大减小启动的时间，从而实现平衡切换，对于采用了该控制方法的双绕组电机的方向盘的手感平顺，驾驶员甚至感受不到切换的过程。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
[0017]图1为本专利技术方法采用的系统结构原理图；图2为本专利技术方法的流程示意图；图3为本专利技术采用的功率逆变电路拓扑结构图；图4为本专利技术的系统正常工况下主从绕组谐波实测数据图。
具体实施方式
[0018]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0019]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。
[0020]此外，在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0022]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法，包括主绕组、从绕组以及分别用于控制主绕组、从绕组的主控制器和从控制器，其特征在于，所述控制步骤如下：a)、主控制器从总线接收上位机的指令，对主绕组进行控制，从控制器从总线接收上位机或者主控制器的指令，对从绕组进行控制，并且从控制器接收主绕组电流反馈信号；b)、从控制器对主绕组电流反馈信号进行快速傅利叶变换FFT，提取电流的基波、三次谐波、五次谐波以及偶次谐波，通过对主绕组电流反馈信号中电流谐波的实时分析，判断主控制器的运行状态，当主绕组电流反馈信号中电流谐波异常时，且在设定时间内未得到启动指令的情况下，从控制器将自主启动，对从绕组进行控制。2.根据权利要求1所述的一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法，其特征在于，所述主绕组电流反馈信号中电流谐波异常情况包括桥臂不对称破坏和桥臂对称破坏两种情况。3.根据权利要求2所述的一种基于电流频谱感知提高双绕组电机控制可靠性的方法，其特征在于：所述桥臂不对称破坏情况下，主绕组电流反馈信号中电流谐波中的偶次谐波值大于标定值；且主绕组电流反馈信号中电流谐波中的三次谐波以及三次谐波的倍数谐波均大于标定值。4.根据权利要求2所述的一种基于电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翊诚，于秉田，张振旭，林歆照，
申请(专利权)人：方地应用技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：