CN105763128A - 旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统，其中，处理方法包括以下步骤：以预设周期读取解码芯片传输的数据信息；解码芯片发出报警信息后根据报警前数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值；在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值时，采用估算的转子位置值控制电机。本发明实施例的处理方法能够在解码芯片发出故障信息时，延时上报故障，且在充分考虑到电机系统运行安全性的前提下，能够容错运行，增加了电机系统运行的可靠性。

Description

旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统。

背景技术

目前，旋转变压器是应用较为广泛的电机位置检测器件，其输出信号一般是两路正交的正余弦信号，通过对这两路信号进行解码计算，获得电机转子的位置值。解码方式包括两大类：一是软件解码，通过设计外围电路和相应算法程序对旋转变压器输出的正余弦信号解码，缺点是所需电路器件较多，因器件损坏带来的解码失败风险较大；二是采用解码芯片,优点是使用方便,保护功能多,缺点是在实际使用中经常出现各种保护报警。而如果出现报警，则就会停止对电机的控制，影响电机系统运行的可靠性。

另外，在多数时候,旋转变压器的报警仅对位置检测精度有一定影响，而在精度允许范围内，是可以忽略报警信息的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，该方法能够在解码芯片发出故障信息时，延时上报故障，且在充分考虑到电机系统运行安全性的前提下，能够容错运行，增加了电机系统运行的可靠性。

本发明的第二个目的在于提出一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统。

为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，包括以下步骤：以预设周期读取解码芯片传输的数据信息；判断所述数据信息是否包括报警信息；如果所述数据信息包括报警信息，则根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值；判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是否大于故障阈值；如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于所述故障阈值，则采用估算的转子位置值控制所述电机。

根据本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，首先读取解码芯片解算出的电机的转子位置值和电机转速，再根据电机系统正常工作时的转速和转子位置值估算出解码芯片故障报警时电机转子位置值，进而根据解码芯片给出的电机转子位置值和估算出的电机转子位置值之间的差值与故障阈值的关系，对电机进行相应的控制，由此，能够减少不必要的故障报警，提高了电机系统运行的可靠性。

另外，本发明上述实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法还可以包括如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，在所述采用估算的转子位置值控制所述电机后，所述方法还包括：判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间是否达到预设时间；如果没有达到所述预设时间，则撤销故障报警，并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机；以及如果达到所述预设时间，则上报位置检测故障。

根据本发明的一个实施例，所述根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值，包括：每m个所述预设周期，对数据信息中的转速进行一次滤波；估算报警后的转子位置值估算公式如下：

$\widehat{\mathrm{\θ}}=\mathrm{\Θ}\left(nm\right)+Y\left(n\right)*\[\left(m-j\right)*T\],$

其中，Y(n)为第n次的转速滤波值，Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

根据本发明的一个实施例，所述每m个所述预设周期，对所述数据信息中的转速进行一次滤波，包括：去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算剩下的m-2*x个转速的平均值，以得到转速的第一级滤波值，其中，m、x为正整数，且m大于2*x；通过公式Y(n)＝αX(n)+Y(n-1)对转速进行第二级滤波，以得到转速的第二级滤波值，其中，Y(n)为第n次第二级转速滤波值，X(n)为第n次第一级转速滤波值，Y(n-1)为第n-1次第二级转速滤波值，α为滤波系数。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：计算所述电机正常运行时的最大加速度Amax，其中，所述最大加速度Amax计算公式为如下，其中，Tmax为所述电机的最大转矩，J为所述电机的转动惯量；在所述数据信息包括故障信息时，计算所述电机正常运行状态下的转子位移角度θ_c1，其中，所述转子位移角度计算公式为θ_c1＝0.5*Amax*[(m-j)*T]²，其中，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数；计算故障阈值θ_c，其中，所述故障阈值θ_c的计算公式为θ_c＝min(θ_c1,θ_c2)，其中，θ_c2为电机转子的最大位置误差。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值不大于故障阈值，则采用所述解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机。

根据本发明的一个实施例，在一个滤波周期内，所述方法还包括：判断所述j是否等于所述m；如果所述j等于所述m，则对数据信息中的转速进行一次滤波；如果所述j不等于所述m，则读取所述解码芯片传输的数据信息的次数加1。

为达到上述目的，本发明第二方面的实施例提出一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，包括：旋转变压器，用于输出正交模拟信号；解码芯片，用于根据所述正交模拟信号解算出电机的转子位置值和转速，以及在所述正交模拟信号异常时产生报警信息；微处理器，用于通过串行外设接口SPI以预设周期读取解码芯片传输的数据信息，在所述数据信息包括报警信息时，根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值，并在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是大于故障阈值时，采用估算的转子位置值控制所述电机。

根据本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，通过解码芯片解算出的电机的转子位置值和电机转速，并在解码芯片产生报警信息时，通过微处理器根据转子位置和电机系统正常工作时的转速值估算出报警后的转子位置值，进而根据解码芯片给出的电机转子位置值和估算出的电机转子位置值之间的差值与故障阈值的关系，对电机进行相应的控制，由此，能够减少不必要的故障报警，提高了电机系统运行的可靠性。

另外，本发明上述实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述解码芯片，还用于输出高频正弦激励信号。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包括：激励信号调理电路，用于将所述高频正弦激励信号发送给所述旋转变压器，以使所述旋转变压器反馈正交模拟信号，其中，所述正交模拟信号为正弦信号和余弦信号；反馈信号调理电路，用于将所述正交模拟信号发送给所述解码芯片。

根据本发明的一个实施例，在所述微处理器采用估算的转子位置值控制所述电机后，还用于：在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间没有达到预设时间时，撤销故障报警，并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机；以及在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间达到所述预设时间时，上报位置检测故障。

根据本发明的一个实施例，所述微处理器根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值，具体包括：每m个所述预设周期，对数据信息中的转速进行一次滤波；估算报警后的转子位置值估算公式为θ_c1＝0.5*Amax*[(m-j)*T]²，其中，Y(n)为第n次的转速滤波值，Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

根据本发明的一个实施例，所述每m个所述周期T，对所述数据信息中的转速进行一次滤波，包括：去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算剩下的m-2*x个转速的平均值，以得到转速的第一级滤波值，其中，m、x为正整数，且m大于2*x；通过公式Y(n)＝αX(n)+Y(n-1)对转速进行第二级滤波，以得到转速的第二级滤波值，其中，Y(n)为第n次第二级转速滤波值，X(n)为第n次第一级转速滤波值，Y(n-1)为第n-1次第二级转速滤波值，α为滤波系数。

根据本发明的一个实施例，所述微处理器，还用于：计算所述电机正常运行时的最大加速度Amax，其中，所述最大加速度Amax计算公式为其中，Tmax为所述电机的最大转矩，J为所述电机的转动惯量；在所述数据信息包括故障信息时，计算所述电机正常运行状态下的转子位移角度θ_c1，其中，所述转子位移角度计算公式为θ_c1＝0.5*Amax*[(m-j)*T]²，其中，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数；计算故障阈值θ_c，其中，所述故障阈值θ_c的计算公式为θ_c＝min(θ_c1,θ_c2)，其中，θ_c2为电机转子的最大位置误差。

根据本发明的一个实施例，所述微处理器，还用于：在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值不大于故障阈值时，采用所述解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机。

根据本发明的一个实施例，在一个转速滤波周期内，所述微处理器，还用于：在所述j等于所述m时，对数据信息中的转速进行一次滤波；在所述j不等于所述m时，将读取所述解码芯片传输的数据信息的次数加1。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明第一个实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法中步骤S103的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法中步骤S104的流程图；

图4、图5、图6是根据本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法的流程图；

图7是根据本发明一个具体实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法的流程图；

图8是根据本发明一个实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统的方框示意图；

图9是根据本发明另一个实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统的方框示意图。

附图标记：

旋转变压器10、解码芯片20、微处理器30、激励信号调理电路40和反馈信号调理电路50。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法和系统。

图1是根据本发明一个实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法的流程图。

如图1所示，该旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法包括以下步骤：

S101，以预设周期读取解码芯片传输的数据信息。

其中，解码芯片传输的数据信息包括根据旋转变压器输出的正交模拟信号解算出的电机的转子位置值和转速。

在本发明的一个实施例中，上述正交模拟信号可以是正交的正弦信号和余弦信号。

S102，判断数据信息是否包括报警信息。

在本发明的一个实施例中，如果旋转变压器输出的正交模拟信号异常，则解码芯片产生报警信息，即解码芯片传输的数据信息还可以包括报警信息。

S103，如果数据信息包括报警信息，则根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，步骤S103可以包括：

S1031，每m个预设周期，对数据信息中的转速进行一次滤波。

其中，m为正整数。

在本发明的一个实施例中，步骤S1031可以包括：

S10311，对转速进行第一级滤波。

具体地，去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算剩下的m-2*x个转速的平均值，该平均值即为转速的第一级滤波值。

其中，m、x为正整数，x的取值可以根据电机系统的受干扰情况设置。可以理解的是，m大于2*x。

S10312，对转速进行第二级滤波。

具体地，可以通过如下公式(1)对转速进行第二级滤波，以得到转速的第二级滤波值：

Y(n)＝αX(n)+Y(n-1)(1)

其中，Y(n)为第n次第二级转速滤波值，X(n)为第n次第一级转速滤波值，Y(n-1)为第n-1次第二级转速滤波值，α为滤波系数。

S1032，估算报警后的转子位置值

具体地，可通过下式(2)估算当旋转变压器解码芯片给出报警信息时的转子位置值

$\widehat{\mathrm{\θ}}=\mathrm{\Θ}\left(nm\right)+Y\left(n\right)*\[\left(m-j\right)*T\]---\left(2\right)$

其中，Y(n)为第n次的转速滤波值，Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值，j为报警时距第n次微处理器结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

可以理解的是，为当旋转变压器解码芯片给出报警信息时估算转子位置。

S104，判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是否大于故障阈值。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，故障阈值的获取步骤如下：

S1041，计算电机正常运行时的最大加速度Amax。

具体地，可以通过如下公式(3)计算最大加速度Amax：

$Amax=\frac{Tmax}{J}---\left(3\right)$

其中，Tmax为电机的最大转矩，J为电机的转动惯量。

在本发明的一个实施例中，Tmax一般为电机的最大制动转矩，当采用机械制动时，Tmax为机械制动转矩与电机电磁制动转矩之和。

需要说明的是，由于在电机堵转和飞车的情况下，电机不能正常运行，位置检测故障优先级要比这些电机故障工况低。因此，在计算最大加速度Amax时，不考虑电机堵转和飞车情况。

S1042，在数据信息包括故障信息时，计算电机正常运行状态下的转子位移角度θ_c1。

其中，可以通过如下公式(4)计算转子位移角度θ_c1：

θ_c1＝0.5*Amax*[(m-j)*T]²(4)

其中，Amax为最大加速度，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

S1043，计算故障阈值θ_c。

具体地，可以通过如下公式(5)计算故障阈值θ_c：

θ_c＝min(θ_c1,θ_c2)(5)

其中，θ_c2为电机转子的最大位置误差。

在本发明的一个实施例中，电机转子的最大位置误差θ_c2可以根据电机系统的需求确定。

S105，如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值，则采用估算的转子位置值控制电机。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，本发明实施例的处理方法还可以包括：

S106，如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值不大于故障阈值，则采用解码芯片传输的转子当前位置值控制电机。

具体而言，对于在第n+1个转速滤波周期内第j次读取解码芯片传输的数据信息，转子当前位置值为该数据信息中的转子位置值。

进一步地，如图5所示，在采用估算的转子位置值控制电机后，本发明实施例的处理方法还可以包括：

S201，判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间是否达到预设时间。

S202，如果没有达到预设时间，则撤销故障报警，并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制电机。

S203，如果达到预设时间，则上报位置检测故障。

需要说明的是，在采用估算的转子位置值控制电机的过程中，用于估算转子位置值的转速滤波值Y(n)是不变的,通过上述公式(2)估算的转子位置值。

在本发明的一个实施例中，如图6所示，在一个转速滤波周期内，本发明实施例的方法还可以包括：

S301，判断j是否等于m。

S302，如果j等于m，则对数据信息中的转速进行一次滤波。

S303，如果j不等于m，则读取解码芯片传输的数据信息的次数加1。

为方便理解本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，以对电机转速n+1次转速滤波的一个滤波周期为例进行说明。

具体而言，如图7所示，该处理方法包括：

S401，以预设周期T读取解码芯片传输的数据信息。

S402，判断该数据信息是否包括报警信息。

S403，如果该数据信息包括报警信息，则通过式实时估算电机转子位置值。

其中，为j次读取解码芯片传输的数据信息时估算的报警后的转子位置值，第Y(n)为第n次的转速滤波值，Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

S404，通过式进行故障与值判断。

其中，θ(j)为第j次读取的解码芯片传输的电机的转子位置值，θ_c(j)用于对第j次读取的解码芯片传输的数据信息进行判断的故障阈值。

S405，如果式为真，则以控制电机。

S406，判断式持续为真的时间是否达到预设时间。

S407，如果是，则上报位置检测故障。

S408，如果式为假，则撤销故障报警，并以θ(j)控制电机。

S409，如果该数据信息不包括报警信息，则判断读取解码芯片的次数j是否等于进行转速滤波的次数m。

S410，如果j＝m，则对本滤波周期内读取的数据信息中的转速进行一次滤波，以得到本滤波周期的转速滤波值Y(n+1)。

S411，如果j<m，则继续读取解码芯片传输的数据信息。

需要说明的是，本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法中的转速滤波方法可以但不限于上述的二级转速滤波，以及在进行转子位置值估算时，可以但不限于本发明上述实施例的估算方法。

本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，首先读取解码芯片解算出的电机的转子位置值和电机转速，再根据电机系统正常工作时的转速和转子位置值估算出解码芯片故障报警时电机转子位置值，进而根据解码芯片给出的电机转子位置值和估算出的电机转子位置值之间的差值与故障阈值的关系，对电机进行相应的控制，由此，能够减少不必要的故障报警，提高了电机系统运行的可靠性。

图8是本发明一个实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统的方框示意图。

如图8所示，该系统包括：旋转变压器10、解码芯片20、微处理器30。

其中，旋转变压器10用于输出正交模拟信号。

解码芯片20用于根据正交模拟信号解算出电机的转子位置值和转速，以及在正交模拟信号异常时产生报警信息。

微处理器30用于通过SPI(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)以预设周期读取解码芯片传输的数据信息，在该数据信息包括报警信息时，根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值，并在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是大于故障阈值时，采用估算的转子位置值控制电机，以及在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值不大于故障阈值时，采用解码芯片传输的转子当前位置值控制电机。

进一步地，在微处理器30采用估算的转子位置值控制电机后，还用于：在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间没有达到预设时间时，撤销故障报警，并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制电机；以及在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间达到预设时间时，上报位置检测故障。

在本发明的一个实施例中，微处理器30根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值，具体包括：

每m个预设周期，对数据信息中的转速进行一次滤波。

具体而言，去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算剩下的m-2*x个转速的平均值，以得到转速的第一级滤波值，其中，m、x为正整数，且m大于2*x。并通过如下公式(1)对转速进行第二级滤波，以得到转速的第二级滤波值：

Y(n)＝αX(n)+Y(n-1)(1)

其中，Y(n)为第n次第二级转速滤波值，X(n)为第n次第一级转速滤波值，Y(n-1)为第n-1次第二级转速滤波值，α为滤波系数。

通过式(1)估算报警后的转子位置值

$\widehat{\mathrm{\&theta;}}=\mathrm{\&Theta;}\left(nm\right)+Y\left(n\right)*\&lsqb;\left(m-j\right)*T\&rsqb;---\left(2\right)$

其中，Y(n)为第n次的转速滤波值，Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

可以理解的是，为当旋转变压器解码芯片给出报警信息时估算的报警后的转子位置值。

在本发明的一个实施例中，微处理器30还用于通过式(3)计算电机正常运行时的最大加速度Amax：

$Amax=\frac{Tmax}{J}---\left(3\right)$

其中，Tmax为电机的最大转矩，J为电机的转动惯量。

在本发明的一个实施例中，Tmax一般为电机的最大制动转矩，当采用机械制动时，Tmax为机械制动转矩与电机电磁制动转矩之和。

需要说明的是，由于在电机堵转和飞车的情况下，电机不能正常运行，位置检测故障优先级要比这些电机故障工况低。因此，在计算最大加速度Amax时，不考虑电机堵转和飞车情况。

在数据信息包括故障信息时，通过式(4)计算电机正常运行状态下的转子位移角度θ_c1：

θ_c1＝0.5*Amax*[(m-j)*T]²(4)

其中，Amax为最大加速度，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

通过式(5)计算故障阈值θ_c：

θ_c＝min(θ_c1,θ_c2)(5)

其中，θ_c2为电机转子的最大位置误差。

在本发明的一个实施例中，电机转子的最大位置误差θ_c2可以根据电机系统的需求确定。

在本发明的一个实施例中，在一个转速滤波周期内，微处理器30还用于：在j等于m时，对数据信息中的转速进行一次滤波；以及在j不等于m时，将读取解码芯片传输的数据信息的次数加1。

在本发明的一个实施例中，解码芯片20还用于输出高频正弦激励信号。

进一步地，如图9所示，上述系统还包括：激励信号调理电路40和反馈信号调理电路50。

具体地，激励信号调理电路40用于将高频正弦激励信号发送给旋转变压器10，以使旋转变压器10反馈正交模拟信号。反馈信号调理电路50用于将正交模拟信号发送给解码芯片20。

其中，正交模拟信号为正弦信号和余弦信号。

需要说明的是，本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统中的微处理器30在进行转速滤波时，采用的转速滤波方法可以但不限于上述的二级转速滤波，以及在进行转子位置值估算时，采用的估算方法可以但不限于本发明上述实施例的估算方法。

本发明实施例的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，通过解码芯片解算出的电机的转子位置值和电机转速，并在解码芯片产生报警信息时，通过微处理器根据转子位置和电机系统正常工作时的转速值估算出报警后的转子位置值，进而根据解码芯片给出的电机转子位置值和估算出的电机转子位置值之间的差值与故障阈值的关系，对电机进行相应的控制，由此，能够减少不必要的故障报警，提高了电机系统运行的可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

以预设周期读取解码芯片传输的数据信息；

判断所述数据信息是否包括报警信息；

如果所述数据信息包括报警信息，则根据报警前数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值；

判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是否大于故障阈值；

如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于所述故障阈值，则采用估算的转子位置值控制所述电机。

2.如权利要求1所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，其特征在于，在所述采用估算的转子位置值控制所述电机后，还包括：

判断转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间是否达到预设时间；

如果没有达到所述预设时间，则撤销故障报警，并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机；以及

如果达到所述预设时间，则上报位置检测故障。

3.如权利要求1所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，其特征在于，所述根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值，包括：

每m个所述预设周期，对数据信息中的转速进行一次滤波；

估算报警后的转子位置值估算公式如下：

$\widehat{\mathrm{\&theta;}}=\mathrm{\&Theta;}\left(nm\right)+Y\left(n\right)*\&lsqb;(m-j)*T\&rsqb;,$

其中，Y(n)为第n次的转速滤波值，Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

4.如权利要求3所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，其特征在于，所述每m个所述预设周期，对所述数据信息中的转速进行一次滤波，包括：

去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算剩下的m-2*x个转速的平均值，以得到转速的第一级滤波值，其中，m、x为正整数，且m大于2*x；

通过如下公式对转速进行第二级滤波，以得到转速的第二级滤波值：

Y(n)＝αX(n)+Y(n-1)

其中，Y(n)为第n次第二级转速滤波值，X(n)为第n次第一级转速滤波值，Y(n-1)为第n-1次第二级转速滤波值，α为滤波系数。

5.如权利要求3所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，其特征在于，还包括：

计算所述电机正常运行时的最大加速度Amax，其中，所述最大加速度Amax计算公式如下：

$Amax=\frac{Tmax}{J},$

其中，Tmax为所述电机的最大转矩，J为所述电机的转动惯量；

在所述数据信息包括故障信息时，计算所述电机正常运行状态下的转子位移角度θ_c1，其中，所述转子位移角度计算公式如下：

θ_c1＝0.5*Amax*[(m-j)*T]²，

其中，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数；

计算故障阈值θ_c，其中，所述故障阈值θ_c的计算公式如下：

θ_c＝min(θ_c1,θ_c2)，

其中，θ_c2为电机转子的最大位置误差。

6.如权利要求1所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，其特征在于，还包括：

如果转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值不大于所述故障阈值，则采用所述解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机。

7.如权利要求5所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理方法，其特征在于，在一个转速滤波周期内，还包括：

判断所述j是否等于所述m；

如果所述j等于所述m，则对数据信息中的转速进行一次滤波；

如果所述j不等于所述m，则读取所述解码芯片传输的数据信息的次数加1。

8.一种旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，其特征在于，包括：

旋转变压器，用于输出正交模拟信号；

解码芯片，用于根据所述正交模拟信号解算出电机的转子位置值和转速，以及在所述正交模拟信号异常时产生报警信息；

微处理器，用于通过串行外设接口SPI以预设周期读取解码芯片传输的数据信息，在所述数据信息包括报警信息时，根据报警前的数据信息中的转速实时估算报警后的转子位置值，并在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值是大于故障阈值时，采用估算的转子位置值控制所述电机。

9.如权利要求8所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，其特征在于，所述解码芯片，还用于输出高频正弦激励信号。

10.如权利要求9所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，其特征在于，还包括：

激励信号调理电路，用于将所述高频正弦激励信号发送给所述旋转变压器，以使所述旋转变压器反馈正交模拟信号，其中，所述正交模拟信号为正弦信号和余弦信号；

反馈信号调理电路，用于将所述正交模拟信号发送给所述解码芯片。

11.如权利要求8所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，其特征在于，在所述微处理器采用估算的转子位置值控制所述电机后，还用于：

在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间没有达到预设时间时，撤销故障报警，并采用解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机；以及

在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值大于故障阈值的持续时间达到所述预设时间时，上报位置检测故障。

12.如权利要求8所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，其特征在于，所述微处理器根据报警前的数据信息中的转速估算报警后的转子位置值，具体包括：

每m个所述预设周期，对数据信息中的转速进行一次滤波；

估算报警后的转子位置值估算公式如下：

$\widehat{\mathrm{\&theta;}}=\mathrm{\&Theta;}\left(nm\right)+Y\left(n\right)*\&lsqb;(m-j)*T\&rsqb;,$

其中，Y(n)为第n次的转速滤波值，Θ(nm)为第n次转速滤波时第m次读取的转子位置值，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数，T为预设周期。

13.如权利要求12所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理字体，其特征在于，所述每m个所述周期T，对所述数据信息中的转速进行一次滤波，包括：

去掉m个转速中x个最大值和x个最小值,计算剩下的m-2*x个转速的平均值，以得到转速的第一级滤波值，其中，m、x为正整数，且m大于2*x；

通过如下公式对转速进行第二级滤波，以得到转速的第二级滤波值：

Y(n)＝αX(n)+Y(n-1)

其中，Y(n)为第n次第二级转速滤波值，X(n)为第n次第一级转速滤波值，Y(n-1)为第n-1次第二级转速滤波值，α为滤波系数。

14.如权利要求12所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，其特征在于，所述微处理器，还用于：

计算所述电机正常运行时的最大加速度Amax，其中，所述最大加速度Amax计算公式如下：

$Amax=\frac{Tmax}{J},$

其中，Tmax为所述电机的最大转矩，J为所述电机的转动惯量；

在所述数据信息包括故障信息时，计算所述电机正常运行状态下的转子位移角度θ_c1，其中，所述转子位移角度计算公式如下：

θ_c1＝0.5*Amax*[(m-j)*T]²，

其中，j为报警时距第n次结束转速滤波所经过的预设周期次数；

计算故障阈值θ_c，其中，所述故障阈值θ_c的计算公式如下：

θ_c＝min(θ_c1,θ_c2)，

其中，θ_c2为电机转子的最大位置误差。

15.如权利要求8所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，其特征在于，所述微处理器，还用于：

在转子当前位置值与估算的转子位置值之间的差值不大于故障阈值时，采用所述解码芯片传输的转子当前位置值控制所述电机。

16.如权利要求12所述的旋转变压器解码芯片的故障信息处理系统，其特征在于，在一个转速滤波周期内，所述微处理器，还用于：

在所述j等于所述m时，对数据信息中的转速进行一次滤波；

在所述j不等于所述m时，将读取所述解码芯片传输的数据信息的次数加1。