[发明专利]一种双余度机电伺服系统多位置信息故障容错处理方法

说明书

本发明属于故障诊断和多信息融合领域，一种双余度机电伺服系统多位置信息故障容错处理方法，首先确定无刷直流电机的霍尔状态信息，确定霍尔状态计数值，解算出伺服机构的位置信息，伺服机构位置信息进行多位置信息综合处理，确定综合后的输出位置信息，对综合后的位置信息进行滤波平滑处理，获得用于系统闭环控制的位置反馈信息。在不额外增加传感器的情况下，通过充分利用无刷直流电机的霍尔状态信息，为系统增加了两个位置信息，提高了系统位置检测的可靠性。

技术领域

本发明属于故障诊断和多信息融合领域，具体涉及一种双余度机电伺服系统多位置信息的故障检测方法。

背景技术

双余度机电伺服系统主要应用于各种中大型飞行器的舵面控制、伺服作动等领域，是一种高可靠的冗余作动控制系统，对提高整个装备和产品的可靠性具有决定性影响。双余度机电伺服系统通常由双电机、双余度驱动控制器、双余度或多余度位置传感器以及传动机构(舵机)等组成，而每个电机配有用于电机控制的位置传感器。双余度机电伺服系统通常有两种方案：一种为速度合成方式，即两个电机的速度和为传动机构的速度输入，而两个电机的输出力矩一致；另一种为力矩合成方式，即两个电机的力矩和为传动机构的力矩输入，而两个电机的转速一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双余度机电伺服系统多位置信息故障容错处理方法，解决双余度伺服系统位置信息难以进行故障判别的问题，实现系统可靠性的大幅提高。

本发明的技术方案如下：

一种双余度机电伺服系统多位置信息故障容错处理方法，包括如下步骤：

1)确定无刷直流电机的霍尔状态信息，即确定霍尔状态计数值；

2)解算出伺服机构的位置信息；

3)伺服机构位置信息进行多位置信息综合处理，确定综合后的输出位置信息；

4)对综合后的位置信息进行滤波平滑处理，获得用于系统闭环控制的位置反馈信息。

所述的步骤1)具体为：

1.1)确定当前三个霍尔传感器A、B和C对应的状态标识s；

1.2)利用下式确定状态计数值

其中s_k为当前采样周期霍尔状态标识，s_k-1为上一采样周期霍尔状态标识；n_k为当前采样周期霍尔状态计数值，n_k-1为上一采样周期霍尔状态计数值。

所述的步骤2)具体为

2.1)确定两个电机当前周期的霍尔状态计数值分别为n_k1、n_k2；

2.2)确定对应的伺服机构位置信息f₁、f₂

其中，i为电机输出转速与舵机输出转速之间的减速比，通常为常值，也可为某一数学表达式；p为电机极对数，n_k1、n_k2分别为电机1和电机2的霍尔状态计数值，f₀为舵机起控前的初始角度，可取双余度位置传感器的均值。

其中，双余度电位器输出电压分别为V₁(0)、V₂(0)。

所述步骤3)具体为：

3.1)确定系统四冗余位置信息f₁、f₂、f₃和f₄；