CN106933219B - 快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法 - Google Patents

快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106933219B
CN106933219B CN201710300615.XA CN201710300615A CN106933219B CN 106933219 B CN106933219 B CN 106933219B CN 201710300615 A CN201710300615 A CN 201710300615A CN 106933219 B CN106933219 B CN 106933219B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hardware
permanent magnet
synchronous motor
magnet synchronous
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710300615.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106933219A (zh
Inventor
付培华
许雯雯
吴鹏飞
严丹
白洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Original Assignee
Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Aerospace Control Technology Institute filed Critical Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Priority to CN201710300615.XA priority Critical patent/CN106933219B/zh
Publication of CN106933219A publication Critical patent/CN106933219A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106933219B publication Critical patent/CN106933219B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G05B23/0213—Modular or universal configuration of the monitoring system, e.g. monitoring system having modules that may be combined to build monitoring program; monitoring system that can be applied to legacy systems; adaptable monitoring system; using different communication protocols
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24065—Real time diagnostics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，人工模拟硬件位置传感器，隔离软件和硬件，分两部分分别定位故障：S1、采用人工干预的方法模拟硬件位置传感器，强迫永磁同步电机跟随人工设定的角度旋转，确认永磁同步电机的工作状态；S2、与S1同步采集硬件位置传感器的输出信号，确认硬件位置传感器的工作状态；S3、根据S1和S2的状态定位故障在软件或硬件。本发明的优点为：可以在不增加硬件成本的情况下，简单、快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障。

Description

快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法
技术领域
本发明涉及航天控制技术领域，具体涉及一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法。
背景技术
永磁同步电机具有结构紧凑、功率密度高和效率高等特点，其在航空航天、航海及机器人等伺服领域应用越发广泛。尤其在高精度的航空航天应用方面，正逐渐替换掉直流无刷电机、液压装置等而作为新的驱动执行机构单元。永磁同步电机驱动控制系统最常见的两种故障可能出现在软件空间电压矢量调制部分和硬件位置传感器部分，一旦以上任一方面出现问题，系统将无法转动。而想要排除定位故障并不容易实现，因为硬件位置传感器故障的检查需要在转动的情况下进行，尤其针对不频繁的偶发故障，可能需要长时间转动才能发现，但此时整机驱动控制系统已无法转动，只能通过附加设备连轴带动其转动，增加调试复杂程度、时间和成本。另外，空间电压矢量调制软件本身时序的正确性虽然可以通过仿真验证，但是用于驱动控制永磁同步电机时，空间电压矢量调制中的坐标变换仍然需要硬件位置传感器信号，而此时的硬件位置传感器本身也可能是故障所在。所以，当永磁同步电机驱动控制系统无法启动或者运行故障时，由于空间电压矢量调制软件和硬件位置传感器的相互依赖，想要排除并定位故障所在比较困难，而且花费的时间也比较长，这是由于永磁同步电机驱动控制的特点决定的。
发明内容
为了克服永磁同步电机驱动控制系统初始调试阶段无法启动和运行过程出现故障无法转动导致的故障定位难、花费时间长的问题，本发明提供一种快速的故障定位排除方法，实现简单且不增加任何硬件成本。
一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，人工模拟硬件位置传感器，隔离软件和硬件，分两部分分别定位故障：
S1、采用人工干预的方法模拟硬件位置传感器，强迫永磁同步电机跟随人工设定的角度旋转，确认永磁同步电机的工作状态；
S2、与S1同步，采集硬件位置传感器的输出信号，确认硬件位置传感器的工作状态；
S3、根据S1和S2的状态定位故障在软件或硬件。
上述的一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，其中，S1中人工设定的角度方法如下：
S11、确定合适的永磁同步电机的控制量；
S12、根据S11的结果，确定坐标变换的角度变化速率。
上述的一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，其中，人工模拟的位置传感器工作过程如下：
P1、根据S12的结果，累加永磁同步电机的旋转角度Angle；
P2、如Angle大于360°，则Angle=Angle-360°，再返回P1，
如Angle小于360°，则直接返回P1。
本发明提出的一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，其有益效果是可以在不增加硬件成本的情况下，简单、快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障。
附图说明
图1是本发明中的模拟位置传感器的流程图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
永磁同步电机驱动控制系统启动并正常运行的最基本前提是同时满足空间电压矢量调制软件运行正确和硬件位置传感器信号反馈正确。二者相互依赖，但同时也是最容易出现问题，而不容易定位排故的部分。本发明可以隔离软硬件界面，通过专用程序模拟硬件位置传感器，向空间电压矢量调制软件提供正确信息；同时又采集真实的硬件位置传感器的工作信息，对软件和硬件部分分别定位故障。
一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，人工模拟硬件位置传感器，隔离软件和硬件，分两部分分别定位故障：
S1、采用人工干预的方法，利用专用程序模拟硬件位置传感器，强迫永磁同步电机跟随人工设定的角度旋转，确认永磁同步电机的工作状态；
S2、与S1同步，专用程序还采集真实的硬件位置传感器的输出信号，确认硬件位置传感器的工作状态；
S3、根据S1和S2的状态定位故障在软件或硬件。
上述S1中人工设定的角度方法如下：
S11、确定合适的永磁同步电机的控制量，令永磁同步电机输出预期的力矩。本实施例选取永磁同步电机最大工作电压Umax的30%作为控制量Ucmd，则：
Ucmd= Umax×0.3 （1）。
S12、根据S11的结果，确定一个与式（1）相匹配的坐标变换的角度变化速率。本实施例中选用的永磁同步电机为六对极电机，当机械转速Vm为5转/分钟时，电气转速Ve为：
Ve= Vm×6=30 （2）。
以50us为一个控制周期的情况下，对于本实施例中六对极电机，每周期坐标变换的角度应为：
Angle=30×6×50×10-6=0.009° （3）。
如图1所示，人工模拟的位置传感器工作过程如下：
P1、根据S12的结果，累加永磁同步电机的旋转角度Angle：
Angle= Angle+0.009° （4）。
P2、如Angle大于360°，则Angle=Angle-360°，再返回P1继续下一周期的旋转，如Angle小于360°，则直接返回P1继续下一周期的旋转。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (3)

1.一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，其特征在于，人工模拟硬件位置传感器，隔离软件和硬件，分两部分分别定位故障：
S1、采用人工干预的方法模拟硬件位置传感器，向空间电压矢量调制软件提供正确信息，强迫永磁同步电机跟随人工设定的角度旋转，确认永磁同步电机的工作状态；
S2、与S1同步，采集硬件位置传感器的输出信号，确认硬件位置传感器的工作状态；
S3、根据S1和S2的状态定位故障在软件或硬件。
2.如权利要求1所述的一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，其特征在于，S1中人工设定的角度方法如下：
S11、确定合适的永磁同步电机的控制量；
S12、根据S11的结果，确定坐标变换的角度变化速率。
3.如权利要求2所述的一种快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法，其特征在于，人工模拟的位置传感器工作过程如下：
P1、根据S12的结果，累加永磁同步电机的旋转角度Angle；
P2、如Angle大于360°，则Angle＝Angle-360°，再返回P1，
如Angle小于360°，则直接返回P1。
CN201710300615.XA 2017-05-02 2017-05-02 快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法 Active CN106933219B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710300615.XA CN106933219B (zh) 2017-05-02 2017-05-02 快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710300615.XA CN106933219B (zh) 2017-05-02 2017-05-02 快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106933219A CN106933219A (zh) 2017-07-07
CN106933219B true CN106933219B (zh) 2019-03-15

Family

ID=59429393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710300615.XA Active CN106933219B (zh) 2017-05-02 2017-05-02 快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106933219B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1071985A1 (de) * 1998-04-17 2001-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Softwarekomponente für ein diagnosesystem mit assistentenunterstützter projektierung
JP2006014554A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Toyo Electric Mfg Co Ltd 永久磁石型同期電動機の制御装置
CN201126539Y (zh) * 2007-11-30 2008-10-01 江苏天奇物流系统工程股份有限公司 基于现场总线的程序测试模拟设备
CN201207078Y (zh) * 2007-12-27 2009-03-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种永磁同步电机测试系统
CN203352517U (zh) * 2013-07-05 2013-12-18 沈阳康特机电设备有限公司 一种用于飞锯机上的伺服运动控制一体机装置
US9214885B1 (en) * 2014-06-25 2015-12-15 Nidec Motor Corporation Independent pathways for detecting fault condition in electric motor
CN205407636U (zh) * 2016-03-09 2016-07-27 拜晶 交流永磁同步电机检测控制系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1071985A1 (de) * 1998-04-17 2001-01-31 Siemens Aktiengesellschaft Softwarekomponente für ein diagnosesystem mit assistentenunterstützter projektierung
JP2006014554A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Toyo Electric Mfg Co Ltd 永久磁石型同期電動機の制御装置
CN201126539Y (zh) * 2007-11-30 2008-10-01 江苏天奇物流系统工程股份有限公司 基于现场总线的程序测试模拟设备
CN201207078Y (zh) * 2007-12-27 2009-03-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种永磁同步电机测试系统
CN203352517U (zh) * 2013-07-05 2013-12-18 沈阳康特机电设备有限公司 一种用于飞锯机上的伺服运动控制一体机装置
US9214885B1 (en) * 2014-06-25 2015-12-15 Nidec Motor Corporation Independent pathways for detecting fault condition in electric motor
CN205407636U (zh) * 2016-03-09 2016-07-27 拜晶 交流永磁同步电机检测控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106933219A (zh) 2017-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tsai et al. Model construction and verification of a BLDC motor using MATLAB/SIMULINK and FPGA control
Noguchi et al. Initial rotor position estimation method of sensorless PM synchronous motor with no sensitivity to armature resistance
Ichikawa et al. Sensorless controls of salient-pole permanent magnet synchronous motors using extended electromotive force models
CN102545761B (zh) 永磁同步电机零位初始角自动标定装置及其使用方法
CN102273063A (zh) 确定交流电机的初始转子位置
US10063166B2 (en) Motor driving system, motor driving device, multi-axis motor driving system, and multi-axis motor driving device
CN104589367A (zh) 基于EtherCAT的模块化机器人驱动器和控制方法
CN205121208U (zh) 一种用于航空发动机半物理仿真的电机传动系统
CN103616637A (zh) 永磁同步电动机模拟器
CN107167735A (zh) 电机零位标定系统和方法
CN104579045A (zh) 一种基于角度传感器的无刷直流电机的换相方法
CN106933219B (zh) 快速定位永磁同步电机驱动控制系统软硬件故障的方法
CN102270959B (zh) 电机位置控制器
Dulger et al. Modelling, simulation and control of a four-bar mechanism with a brushless servo motor
Salem et al. Simulation of the brushless DC machine
CN109605380A (zh) 一种Scara机器人交流伺服电机的驱动方法
CN111857197B (zh) 三相交流电机及其负载的模拟方法及装置
CN104198937A (zh) 旋转变压器随机安装无刷直流电机电气零位测试方法
Kuperman et al. Virtual torque and inertia loading of controlled electric drive
Anuchin et al. Real-time model for motor control coursework
US6640417B2 (en) Method for determining correct phasing of a three-phase brushless DC motor
CN108199636B (zh) 一种基于矢量控制策略的电机初始角度定位方法
CN105322860A (zh) 无传感器永磁直驱电机转子初始角度检测装置及方法
Otava et al. PMSM stator winding faults modelling and measurement
CN105450105A (zh) 一种反电动势常数检测方法及空调设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant