[发明专利]伺服系统位置反馈的故障检测方法

权利要求书

1.一种伺服系统位置反馈的故障检测方法，其特征在于，包括霍尔故障检测算法、编码器故障检测算法和编码器故障和过流信号故障分级判定，具体包括以下步骤：

步骤1，在故障状态下，用所述霍尔故障检测算法对霍尔信号进行检测，判断霍尔反馈是否发生故障，若是，则检测结束，若否，则执行步骤2；

步骤2，用所述编码器故障检测算法对编码器进行检测，判断所述编码器是否发生故障，若是，则继续执行步骤3，若否，则检测结束；

步骤3，用所述编码器故障和过流信号故障分级判定来进一步确认所述故障是否来自于所述编码器；

所述霍尔故障检测算法具体包括以下步骤：

步骤11，分别对三个霍尔信号连续采集10次；

步骤12，分别判断每一个霍尔信号的10次电平状态是否全部相同，如果全部相同，则更改所述霍尔信号为采集后的值，如果不全部相同，则保持所述霍尔信号的原值不变；

步骤13，判断所述三个霍尔信号的电平状态是否相同，如果相同，则标志位记录为1，并存入FIFO中，如果不相同，则将所述标志位记录为0；

步骤14，重复执行步骤11到步骤13，直到FIFO中标志位存满后，判断所述FIFO中的标志位是否全部为1，若是，则确定所述霍尔反馈发生故障。

2.如权利要求1所述的伺服系统位置反馈的故障检测方法，其特征在于，所述FIFO的深度为20。

3.如权利要求1所述的伺服系统位置反馈的故障检测方法，其特征在于，所述编码器故障检测算法具体包括以下步骤：

步骤21，分别对三个霍尔信号连续采集10次；

步骤22，分别判断每一个霍尔信号的10次电平状态是否全部相同，如果全部相同，则更改所述霍尔信号为采集后的值，如果不全部相同，则保持所述霍尔信号的原值不变；

步骤23，将所述三个霍尔信号置入到电机的6个电气角度扇区中，所述6个电气扇区分别对应一个扇区号，判断在一个电气角度扇区中所述三个霍尔信号的电平状态是否完全相同，如果完全相同，则将所述电气角度扇区的扇区号更改为10，如果不完全相同，则保持原扇区号不变；

步骤24，判断当前电气角度扇区是否为所述三个霍尔信号初次置入，如果为初次置入，则将所述电气角度扇区的扇区号存入FIFOA中，并将此时编码器的当前位置存入FIFOB中，如果不为初次置入，则电机满足连续旋转一个周期，记录此时所述FIFOA和所述FIFOB中的值，所述FIFOA和FIFOB的深度均为6；

步骤25，重复执行步骤21到步骤24，直到所述电机满足连续旋转4个周期时，计算所述电机旋转4个周期时编码器的位置的变量增量；

步骤26，判断所述编码器的编码信号是否错误，具体所述判断方法为，设置一个偏码器故障的判断阈值，所述判断阈值的计算公式为：其中，t为所述判断阈值，mEncCnt为编码器线数，所述编码器线数的计算公式为：其中mTheta为电机旋转4个周期时所对应的机械角度，所述mTheta的计算公式为：其中P为磁极对数，所述磁极对数的数值为初始设定的数值，当步骤25中所述变量增量的绝对值小于判断阈值时，则确定编码器故障。

4.如权利要求3所述的伺服系统位置反馈的故障检测方法，其特征在于，所述编码器故障和过流信号故障分级判定具体包括以下步骤：

步骤31，判断所述电机的旋转方向，计算FIFOA中最近两个周期中所述扇区号的变化方向，当FIFOA中的值依次递增时，则所述电机的旋转方向为正，当FIFOA中的值依次递减时，则所述电机的旋转方向为负；

步骤32，复位所述伺服系统，并将所述伺服系统的控制模式切换为开环电压控制模式；

步骤33，重新用所述编码器故障检测算法对编码器进行检测，判断所述编码器是否发生故障，若是则进一步确定故障来自于所述编码器，若否，则确定故障为过流信号故障。

5.如权利要求4所述的伺服系统位置反馈的故障检测方法，其特征在于，所述步骤33中重新用所述编码器故障检测算法对编码器进行检测时，将电压指令限制在额定的60％，能够防止所述电机旋转而陷入死循环。