一种双Y移0制造技术

一种双Y移0

【技术实现步骤摘要】
一种双Y移0
°
双余度电机的故障自容错方法


[0001]本专利技术属于伺服控制
，尤其涉及电机的故障自容错方法。

技术介绍

[0002]电动绞车作为直升机在救援、运输、反潜等领域的核心电作动系统，需要其满足功率大、体积小及高可靠性的要求。
[0003]传统的单余度电动绞车缺乏硬件备份和故障容错的能力，无法满足在航空航天等领域的高功率密度和高可靠性需求。
[0004]双Y移0
°
双余度电动绞车电机本体结构能够沿用单余度电机本体设计，设计过程简单。然而，双Y移0
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双余度电机的两套绕组之间存在强耦合，增加了双余度电机的控制难度。一旦双Y移0
°
双余度电动绞车的出现故障，需要先针对故障绕组进行定位，而后再切除故障绕组，导致故障容错过程时间较长。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决双Y移0
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双余度电动绞车的出现故障后，需要先针对故障绕组进行定位，而后再切除故障绕组，导致故障容错过程时间较长的问题，现提供一种双Y移0
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双余度电机的故障自容错方法。
[0006]一种双Y移0
°
双余度电机的故障自容错方法，具体为：
[0007]对双Y移0
°
双余度电机进行解耦控制，获得两套绕组的x轴电压给定值，x＝d,q，
[0008]将所述两套绕组的x轴电压给定值和电流反馈值输入至x轴电压扰动观测器，获得两套绕组的x轴电压扰动估计值，
[0009]将故障套绕组的电压扰动估计值叠加到非故障套绕组的x轴电压给定值上，实现双Y移0
°
双余度电机的故障自容错。
[0010]进一步的，上述对双Y移0
°
双余度电机进行解耦控制，获得两套绕组的x轴电压给定值的方法包括：
[0011]通过下式获得两套绕组的x轴电压给定值：
[0012][0013]其中，u
x1*
和u
x2*
分别为两套绕组x轴的电压给定值，u
x1
和u
x2
分别为两套绕组的x轴电压反馈值，L
xx
为两套绕组的x轴互感，L
x
为x轴自感，R为电机的相电阻，i
x1
和i
x2
分别为两套绕组的x轴电流反馈值。
[0014]进一步的，上述将所述两套绕组的x轴电压给定值和电流反馈值输入至x轴电压扰动观测器，获得两套绕组的x轴电压扰动估计值的方法包括：
[0015]x轴电压扰动观测器通过下式观测获得x轴电压扰动估计值：
[0016][0017]其中，其中，为的一阶导数，i
x1
和i
x2
分别为两套绕组的x轴电流反馈值，和分别为两套绕组的x轴电流估计值，f
x1
和f
x2
分别为两套绕组的x轴电压扰动反馈值，和分别为两套绕组的x轴电压扰动估计值，
[0018][0019][0020]R为电机的相电阻，u
x1*
和u
x2*
分别为两套绕组x轴的电压给定值，L
xx
为两套绕组的x轴互感，L
x
为x轴自感，k1为电流估计反馈参数，k2为电压扰动估计反馈参数。
[0021]为最大程度的减少故障对电机控制系统带来的影响，需要在故障发生时更快的实现故障容错，为此，本专利技术提出一种针对故障具有抑制作用的解耦控制；此外，还提出一种基于故障电压观测补偿的方式进行故障容错，通过实时观测故障扰动电压，将故障扰动电压补偿的方式，无需进行故障定位，能够在故障发生的瞬间完成故障自容错，避免了诊断过程对于故障容错的速度影响，保障了故障下系统的稳定运行。本专利技术适用于任意相绕组开路故障，简化了故障容错的过程，满足其高可靠性的需求。本专利技术的两驱动单元和逆变器均采用独立电源，能够实现故障后的硬件冗余备份。
附图说明
[0022]图1为双Y移0
°
双余度电动绞车的电机本体示意图；
[0023]图2为双Y移0
°
双余度电动绞车的q轴电流环；
[0024]图3绕组q轴电压扰动的实时观测器，其中s为微分算子，；
[0025]图4为基于扰动电压实时观测器的故障自容错框图；
[0026]图5基于故障自容错策略下，第一套绕组A相桥臂开路故障时，各绕组的电流轨迹图，其中，(a)表示第一套绕组电流轨迹、(b)表示第二套绕组电流轨迹、(c)表示两套绕组电流和轨迹；
[0027]图6为双Y移0
°
双余度电动绞车的整体结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]如图1所示，双Y移0
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双余度电机的两套余度绕组共用一个定子，两套绕组的相同相绕组分布在同一个定子槽内，电角度完全相同，两套绕组存在磁路耦合，因此其磁链和电压方程为：
[0030][0031][0032]其中，L
dd
为两套绕组的d轴互感，L
qq
为两套绕组的q轴互感，L
d
为d轴自感，L
q
为q轴自感，p为微分符号，w为电机电角速度，ψ
f
为永磁体磁链，u
d1
和u
d2
分别为两套绕组的d轴电压反馈值，u
q1
和u
q2
分别为两套绕组的q轴电压反馈值，i
d1
和i
d2
分别为两套绕组的d轴电流反馈值，i
q1
和i
q2
分别为两套绕组的q轴电流反馈值，ψ
d1
和ψ
d2
分别为两套绕组的d轴磁链，ψ
q1
和ψ
q2
分别为两套绕组的q轴磁链，ψ
f
为永磁体磁链，R为相电阻。
[0033]由电压方程得到两套绕组的电流状态方程：
[0034][0035][0036]由双Y移0
°
双余度电流状态方程可知，双Y移0
°
双余度电机的各绕组的电流受两套绕组的电压同时影响，等效的q轴电流环模型如图2，双Y移0
°
双余度电机的两套绕组的电流环存在交叉耦合，这种耦合将导致双余度开路故障后两套绕组均出现畸变。
[0037]本实施方式所述的一种双Y移0
°...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双Y移0
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双余度电机的故障自容错方法，其特征在于，对双Y移0
°
双余度电机进行解耦控制，获得两套绕组的x轴电压给定值，x＝d,q，将所述两套绕组的x轴电压给定值和电流反馈值输入至x轴电压扰动观测器，获得两套绕组的x轴电压扰动估计值，将故障套绕组的电压扰动估计值叠加到非故障套绕组的x轴电压给定值上，实现双Y移0
°
双余度电机的故障自容错。2.根据权利要求1所述的一种双Y移0
°
双余度电机的故障自容错方法，其特征在于，所述对双Y移0
°
双余度电机进行解耦控制，获得两套绕组的x轴电压给定值的方法包括：通过下式获得两套绕组的x轴电压给定值：其中，u
x1*
和u
x2*
分别为两套绕组x轴的电压给定值，u
x1
和u
x2
分别为两套绕组的x轴电压反馈值，L
xx
为两套绕组的x轴互感，L
x
为x轴自感，R为电机的相电阻，i...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贵杰，王帅，苏健勇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：