[发明专利]一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法

说明书

本发明公开一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法：冗余控制系统的操作方法包括如下步骤：冗余控制采用主辅两个控制及进行6相扭矩控制，双控制单元采用私有CAN进行IPC数据交换；正常运行时采主辅两个控制系统分别对3相对称绕组进行余度控制，两个控制单元均采用传统FOC进行空间矢量控制；当主/辅任意一单元出现故障时，由另一控制单元接管整个控制系统。本发明的有益效果是：本系统具有较强的运算和信号处理能力，集成了丰富的通信接口功能，能够实现双绕组电机控制系统之间多种通信和故障检测功能；在主份控制系统发生故障时，能够在故障状态下实现主份控制系统到备份控制系统的同步切换，确保系统的正常运行。

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法。

背景技术

双绕组直流无刷电机具有质量体积小，可靠性高的优点，并具有半功率和全功率两种工作模式，当一组绕组损坏时，电机仍然可以继续运行，它的这种优良特性越来越受到重视，并被运用于线控转向系统、自动化立体仓库穿梭车等领域，取得了良好效果。

现代复杂条件下的运动控制系统中，提高系统的可靠性，即保证系统在故障情况下仍然可以同步切换、维持工作以减少系统停止的工作时间是一个很重要的问题。控制系统的冗余设计是解决该问题的一个行之有效的方法。目前国内对双绕组直流无刷电机冗余控制系统的研究甚少，将双绕组电机与冗余控制系统结合，可以很大程度上提高系统可靠性，减少系统故障后的停机时间，在工业、军事等方面具有重要应用前景。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法，冗余控制系统包括主份控制系统，主份控制系统的输入端与第一转子位置检测电路的输出端相连，主份控制系统的输出端与第一电机绕组相连，主份控制系统输出同步信号至备份控制系统，主份控制系统发送其内第一主控芯片的状态信息、第一驱动芯片的状态信息至仲裁器；所述备份控制系统的输入端与第二转子位置检测电路的输出端相连，备份控制系统的输出端与第二电机绕组相连，备份控制系统输出其内第二主控芯片的状态信息、第二驱动芯片的状态信息至仲裁器；其创新点在于：冗余控制系统的操作方法包括如下步骤：

1）冗余控制采用主辅两个控制及进行6相扭矩控制，双控制单元采用私有CAN进行IPC数据交换；

2）正常运行时采主辅两个控制系统分别对3相对称绕组进行余度控制，两个控制单元均采用传统FOC进行空间矢量控制；

3）当主/辅任意一单元出现故障时，由另一控制单元接管整个控制系统。

在一些实施方式中，控制系统中仲裁器的判断方法如下：

1）若第一主控芯片、第一驱动芯片均正常，则发出锁存器锁存端控制信号，使能第一信号锁存器，同时禁止第二信号锁存器，此时主份控制系统起作用，第一电机绕组工作，直流无刷电机运转；

2）若第一主控芯片、第一驱动芯片至少一个出现故障，则禁止第一信号锁存器，若此时第二主控芯片、第二驱动芯片均正常，则使能第二信号锁存器，此时备份控制系统起作用，第二电机绕组工作，直流无刷电机运转 ；若第二主控芯片、第二信号锁存器至少一个出现故障，则第一电机绕组、第二电机绕组均不工作，直流无刷电机停止运转。

本发明的有益效果是：本系统具有较强的运算和信号处理能力，集成了丰富的通信接口功能，能够实现双绕组电机控制系统之间多种通信和故障检测功能 ；在主份控制系统发生故障时，能够在故障状态下实现主份控制系统到备份控制系统的同步切换，确保系统的正常运行 ；第三，本系统可以很大程度上提高系统可靠性，减少系统故障后的停机时间。

附图说明