[发明专利]一种双冗余机电伺服机构余度切换方法

说明书

本发明涉及一种双冗余机电伺服机构余度切换方法，双冗余机电伺服机构包括伺服控制器、双冗余伺服通道、差速器、作动器、伺服指令调度系统，所述双冗余伺服通道包括伺服通道A和伺服通道B，其中每个伺服通道均包括驱动器、伺服电机、制动器；所述机构内含多余度位移传感器；伺服通道A和伺服通道B均能锁定和解锁，从锁定指令下发到完全锁定，称之为锁定期，从解锁指令下发到完全解锁，称之为解锁期，所述制动器的解锁时间比锁定时间短；所述伺服指令调度系统用以分配伺服通道A及伺服通道B的伺服指令。本发明可在机构某一通道发生故障时隔离故障通道，故障排除后恢复余度，并在切换过程保持机构的高性能输出。

技术领域

本发明涉及一种双冗余机电伺服机构余度切换方法，属于作动器控制领域。

背景技术

机电伺服机构对可靠性的要求越来越高。为了提高可靠性，目前采用多余度机电伺服机构。目前已公开的余度切换方法，只涉及宏观的余度切换策略，并未对余度切换过程进行具体研究。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种双余度机电伺服机构余度切换方法，其可在机电伺服机构某一通道发生故障时隔离故障通道，故障排除后恢复余度，并在切换过程保持机电伺服机构的高性能输出。

(二)技术方案

一种双冗余机电伺服机构余度切换方法，双冗余机电伺服机构包括伺服控制器、双冗余伺服通道、差速器、作动器、伺服指令调度系统，所述双冗余伺服通道包括伺服通道A和伺服通道B，其中每个伺服通道均包括驱动器、伺服电机、制动器，所述机构内含多余度位移传感器；伺服通道A和伺服通道B均能锁定和解锁，从锁定指令下发到完全锁定，称之为锁定期，从解锁指令下发到完全解锁，称之为解锁期，所述制动器的解锁时间比锁定时间短；所述伺服指令调度系统用以分配伺服通道A及伺服通道B的伺服指令；伺服指令调度系统控制周期T₀远小于解锁时间T₁和锁定时间T₂，满足T₁>10T₀；T₂>10T₀。

其中，在主-备单电机模式下，机构中作为主通道的伺服通道A正常工作，作为备份通道的伺服通道B的伺服电机被锁定；当伺服通道A发生故障时，伺服通道A的伺服电机经其制动器制动后被锁定，伺服通道B的伺服电机解锁。所述故障为可恢复故障，其不包括安全控制器DSP故障和作动器位移传感器不可用故障。

其中，在主-备单电机模式下故障隔离余度切换过程如下：伺服通道A发出故障信号之前，伺服通道A的指令P_A指令与当前伺服指令P_指令保持一致；伺服通道A在锁定期内，伺服通道A中的伺服电机处于故障状态已不可控，但其位置反馈正常，在惯性及负载作用下其运动未知；伺服通道A在锁定期内，伺服指令调度系统根据当前伺服指令P_指令以及伺服通道A的位置反馈指令P_A反馈决定伺服通道B的指令P_B指令，满足P_B指令＝P_指令-P_A反馈，以保证丝杠输出与指令一致；伺服通道A锁定完成后，伺服通道B的指令满足P_B指令＝P_指令。