CN106226605A - 一种pwm自检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种PWM自检测方法，所述自检测方法包括如下步骤：步骤1、采集输出的PWM电流信号，并将所述PWM电流信号转换为方波信号；步骤2、采集所述方波信号的占空比，以得到PWM输出信号回采值PWMWA，将所述PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV比较，以得到采集比较差值；步骤3、将所述采集比较差值与预设阈值比较，并根据比较结果输出PWM自检测结果。本发明能有效提高对PWM检测的实时性，降低了硬件电路的复杂程度及体积，提高PWM检测的精度，适应范围广，安全可靠。

Description

一种PWM自检测方法

技术领域

本发明涉及一种方法，尤其是一种PWM自检测方法，属于数字电子控制中中PWM检测的技术领域。

背景技术

PWM信号是工业控制中常用的控制信号，主要用于控制各种执行机构，属于关键控制信号。然而，执行机构接收到的PWM信号不一定是控制器的输出值，如插头虚接等，导致执行机构执行非预期的动作，对于一些有高可靠性安全性要求的控制系统而言比较危险，因此需要实时地检测执行机构接收到的PWM信号是否符合期望，若不符合期望则应进行故障处理，如控制通道切换。

目前，对PWM输出信号自检测，通常采用硬件滤波后再经过AD采集直流信号来处理，处理电路较为复杂，体积较为庞大，且由于滤波器的截止频率相对较低，实时性较差，延迟一般在500ms以上，难以满足高安全和高精度（如转速波动小于0.1%）需求的控制系统的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种PWM自检测方法，其能有效提高对PWM检测的实时性，降低了硬件电路的复杂程度及体积，提高PWM检测的精度，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，一种PWM自检测方法，所述自检测方法包括如下步骤：

步骤1、采集输出的PWM电流信号，并将所述PWM电流信号转换为方波信号；

步骤2、采集所述方波信号的占空比，以得到PWM输出信号回采值PWMWA，将所述PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV比较，以得到采集比较差值；

步骤3、将所述采集比较差值与预设阈值比较，并根据比较结果输出PWM自检测结果。

步骤1中，将采集PWM电流信号的回采点设置在输出PWM电流信号的电子控制器内，并通过迟滞比较器将PWM电流信号转换为方波信号。

步骤2中，通过频率捕捉单元采集方波信号的占空比，即得到PWM输出信号回采值PWMWA，将PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV间的差值绝对值，以得到采集比较差值。

步骤2中，在采集方波信号的占空比时，记录中断次数PWMWACapCnt，、若经过连续的N个控制周期后，中断次数PWMWACapCnt保持不变，则输出回路断开故障的PWM自检测结果。

若经过连续的M个控制周期，采集比较差值均大于预设阈值，则输出PWM驱动电路异常的PWM自检测结果。

本发明的优点：在电子控制器内设置PWM电流信号的回采点，迟滞比较器将回采点的PWM电流信号转换为方波信号，采集方波信号的占空比，并确定PWM输出信号回采值PWMWA，通过PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV的比较，以得到采集比较差值，通过将采集比较差值与预设阈值的比较，能实现PWM自检测，降低了硬件电路的复杂程度及体积，同时大大提高了处理电路的实时性，延迟小于1ms。该方法能测量PWM的输出值，既可使判故更准确，又可提取精准度指标，有助于提高产品质量。

附图说明

图1为本发明PWM回采测量的原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

为了能有效提高对PWM检测的实时性，降低了硬件电路的复杂程度及体积，提高PWM检测的精度，本发明自检测方法包括如下步骤：

步骤1、采集输出的PWM电流信号，并将所述PWM电流信号转换为方波信号；

具体地，为了能够提高抗干扰能力，将采集PWM电流信号的回采点设置在输出PWM电流信号的电子控制器内，并通过迟滞比较器将PWM电流信号转换为方波信号。

一般地，电子控制器内包括用于产生PWM信号的CPU以及PWM驱动电路，PWM驱动电路与执行机构连接，如图1所示。通过PWM驱动电路将PWM电流信号加载到执行机构时，执行机构根据PWM电流信号执行相应的操作，具体地过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。通过迟滞比较器将PWM电流信号转换为方波信号，以便进行后续的处理，具体过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

步骤2、采集所述方波信号的占空比，以得到PWM输出信号回采值PWMWA，将所述PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV比较，以得到采集比较差值；

本发明实施例中，通过频率捕捉单元采集方波信号的占空比，即得到PWM输出信号回采值PWMWA，将PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV间的差值绝对值，以得到采集比较差值。PWM输出信号前周期值PWMPV为电子控制器前一个周期输出的PWM信号，频率捕捉单元位于电子控制器的CPU内，通过频率捕捉单元采集方波信号的上升沿或下降沿的方式，能够获取方波信号的占空比，具体可以根据需要进行选择确定，具体过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

在得到PWM输出信号回采值PWMWA后，将述PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV作差，并将差值进行绝对值运算，得到采集比较差值。

步骤3、将所述采集比较差值与预设阈值比较，并根据比较结果输出PWM自检测结果。

本发明实施例中，为控制周期中进行故障诊断时，为避免虚警，在PWM控制调节的工作范围内的条件下进行检测，如当前期望输出PWM信号在[10%,90%]范围内时进行PWM自检测。

具体地，在采集方波信号的占空比时，记录中断次数PWMWACapCnt，正常情况下每个控制周期中断次数PWMWACapCnt增2（PWM在一个控制周期内输出，回采时，上升沿产生中断使次数增1，下降沿产生中断使次数再增1）；也可采用直接捕获脉宽的设计，则正常情况下每个控制周期中断次数PWMWACapCnt增1。进行PWM自检测时，首先进行第1项检测：若经过连续的N个控制周期后，中断次数PWMWACapCnt保持不变，则输出回路断开故障的PWM自检测结果。本发明实施例中，N的取值范围为3~8，当中断次数PWMWACapCnt保持不变，则没有捕获中断，要检查连接执行机构的插头是否出现松动。

进行PWM自检测时，若没有发生输出回路断开故障（当前周期故障），则进行下述检测：若经过连续的M个控制周期，采集比较差值均大于预设阈值，则输出PWM驱动电路异常的PWM自检测结果。本发明实施例中，M的取值范围为3~8，具体地取值根据控制周期的大小进行选择确定，为本技术领域人员所熟知。预设阈值一般为5%，若连续M个控制周期，采集比较差值均大于5%，则说明PWM驱动电路异常，则电子控制器需要返厂检查。

具体实施时，当采集比较差值与预设阈值间的情况，与上述两种情况不匹配时，则说明PWM信号检测正常。

与现有PWM自检测方法相比，本发明在电子控制器内设置PWM电流信号的回采点，迟滞比较器将回采点的PWM电流信号转换为方波信号，采集方波信号的占空比，并确定PWM输出信号回采值PWMWA，通过PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV的比较，以得到采集比较差值，通过将采集比较差值与预设阈值的比较，能实现PWM自检测，降低了硬件电路的复杂程度及体积，同时大大提高了处理电路的实时性，延迟小于1ms。该方法能测量PWM的输出值，既可使判故更准确，又可提取精准度指标，有助于提高产品质量。

Claims (5)

1.一种PWM自检测方法，其特征是，所述自检测方法包括如下步骤：

步骤1、采集输出的PWM电流信号，并将所述PWM电流信号转换为方波信号；

步骤2、采集所述方波信号的占空比，以得到PWM输出信号回采值PWMWA，将所述PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV比较，以得到采集比较差值；

步骤3、将所述采集比较差值与预设阈值比较，并根据比较结果输出PWM自检测结果。

2.根据权利要求1所述的PWM自检测方法，其特征是：步骤1中，将采集PWM电流信号的回采点设置在输出PWM电流信号的电子控制器内，并通过迟滞比较器将PWM电流信号转换为方波信号。

3.根据权利要求1所述的PWM自检测方法，其特征是：步骤2中，通过频率捕捉单元采集方波信号的占空比，即得到PWM输出信号回采值PWMWA，将PWM输出信号回采值PWMWA与PWM输出信号前周期值PWMPV间的差值绝对值，以得到采集比较差值。

4.根据权利要求1所述的PWM自检测方法，其特征是：步骤2中，在采集方波信号的占空比时，记录中断次数PWMWACapCnt，若经过连续的N个控制周期后，中断次数PWMWACapCnt保持不变，则输出回路断开故障的PWM自检测结果。

5.根据权利要求3所述的PWM自检测方法，其特征是：若经过连续的M个控制周期，采集比较差值均大于预设阈值，则输出PWM驱动电路异常的PWM自检测结果。