CN111564993A - 一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法：冗余控制系统的操作方法包括如下步骤：冗余控制采用主辅两个控制及进行6相扭矩控制，双控制单元采用私有CAN进行IPC数据交换；正常运行时采主辅两个控制系统分别对3相对称绕组进行余度控制，两个控制单元均采用传统FOC进行空间矢量控制；当主/辅任意一单元出现故障时，由另一控制单元接管整个控制系统。本发明的有益效果是：本系统具有较强的运算和信号处理能力，集成了丰富的通信接口功能，能够实现双绕组电机控制系统之间多种通信和故障检测功能；在主份控制系统发生故障时，能够在故障状态下实现主份控制系统到备份控制系统的同步切换，确保系统的正常运行。

Description

一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法。

背景技术

双绕组直流无刷电机具有质量体积小，可靠性高的优点，并具有半功率和全功率两种工作模式，当一组绕组损坏时，电机仍然可以继续运行，它的这种优良特性越来越受到重视，并被运用于线控转向系统、自动化立体仓库穿梭车等领域，取得了良好效果。

现代复杂条件下的运动控制系统中，提高系统的可靠性，即保证系统在故障情况下仍然可以同步切换、维持工作以减少系统停止的工作时间是一个很重要的问题。控制系统的冗余设计是解决该问题的一个行之有效的方法。目前国内对双绕组直流无刷电机冗余控制系统的研究甚少，将双绕组电机与冗余控制系统结合，可以很大程度上提高系统可靠性，减少系统故障后的停机时间，在工业、军事等方面具有重要应用前景。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法，冗余控制系统包括主份控制系统，主份控制系统的输入端与第一转子位置检测电路的输出端相连，主份控制系统的输出端与第一电机绕组相连，主份控制系统输出同步信号至备份控制系统，主份控制系统发送其内第一主控芯片的状态信息、第一驱动芯片的状态信息至仲裁器；所述备份控制系统的输入端与第二转子位置检测电路的输出端相连，备份控制系统的输出端与第二电机绕组相连，备份控制系统输出其内第二主控芯片的状态信息、第二驱动芯片的状态信息至仲裁器；其创新点在于：冗余控制系统的操作方法包括如下步骤：

1）冗余控制采用主辅两个控制及进行6相扭矩控制，双控制单元采用私有CAN进行IPC数据交换；

2）正常运行时采主辅两个控制系统分别对3相对称绕组进行余度控制，两个控制单元均采用传统FOC进行空间矢量控制；

3）当主/辅任意一单元出现故障时，由另一控制单元接管整个控制系统。

在一些实施方式中，控制系统中仲裁器的判断方法如下：

1）若第一主控芯片、第一驱动芯片均正常，则发出锁存器锁存端控制信号，使能第一信号锁存器，同时禁止第二信号锁存器，此时主份控制系统起作用，第一电机绕组工作，直流无刷电机运转；

2）若第一主控芯片、第一驱动芯片至少一个出现故障，则禁止第一信号锁存器，若此时第二主控芯片、第二驱动芯片均正常，则使能第二信号锁存器，此时备份控制系统起作用，第二电机绕组工作，直流无刷电机运转 ；若第二主控芯片、第二信号锁存器至少一个出现故障，则第一电机绕组、第二电机绕组均不工作，直流无刷电机停止运转。

本发明的有益效果是：本系统具有较强的运算和信号处理能力，集成了丰富的通信接口功能，能够实现双绕组电机控制系统之间多种通信和故障检测功能 ；在主份控制系统发生故障时，能够在故障状态下实现主份控制系统到备份控制系统的同步切换，确保系统的正常运行 ；第三，本系统可以很大程度上提高系统可靠性，减少系统故障后的停机时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图 1 是本发明的系统结构框图。

图 2 是本发明的第一主控芯片的电路原理图。

图3 是本发明的第二主控芯片的电路原理图。

图4 是本发明的仲裁器的电路原理图。

图5 是本发明的第一信号锁存器的电路原理图。

图6 是本发明的第一驱动芯片的电路原理图。

图7 是本发明的第一相电流检测电路的电路原理图。

图8 是本发明的第一转子位置检测电路的电路原理图。

图9 是本发明的第一三相桥式驱动电路的电路原理图。

图 10 是本发明的方法流程图；

图 11 是本发明中仲裁器的判断方法流程图。

图12是本发明的系统运行原理图。

图13是本发明的集成原理图1。

图14是本发明的集成原理图2。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例包括：

一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统，包括主份控制系统 10、备份控制系统 30 和仲裁器 20，所述主份控制系统 10 的输入端与第一转子位置检测电路 17 的输出端相连，主份控制系统 10 的输出端与第一电机绕组 15 相连，主份控制系统 10 输出同步信号至备份控制系统 30，主份控制系统 10 发送其内第一主控芯片 11 的状态信息、第一驱动芯片 13 的状态信息至仲裁器 20 ；所述备份控制系统 30 的输入端与第二转子位置检测电路 37 的输出端相连，备份控制系统 30 的输出端与第二电机绕组 35 相连，备份控制系统 30 输出其内第二主控芯片 21 的状态信息、第二驱动芯片 33 的状态信息至仲裁器20。

备份控制系统 30 和主份控制系统 10 的电路组成结构相同；驱动芯片和三相桥式驱动电路，为三相绕组提供电流，用于直接驱动绕组 ；相电流检测电路，用于采集绕组相电流； 信号锁存器用于控制 PWM通道的通断，仲裁器 20用于对四个输入 MCU1、Driver1、MCU2、 Driver2 进行逻辑运算后，通过输出端 Latch1、Latch2 发出控制信号来控制第一信号锁存 器 12、第二信号锁存器 32 的通断 ；所述转子位置检测电路，用于采集转子的位置信息。

如图 1、2 所示，主份控制系统 10 由第一主控芯片 11、第一信号锁存器 12、第一驱动芯片 13、第一三相桥式驱动电路 14、第一相电流检测电路 16、第一 PWM 输出检测电路和第一转子位置检测电路 17 组成，第一主控芯片 11、第一信号锁存器 12、第一驱动芯片13 和第一三相桥式驱动电路 14 组成，第一主控芯片 11 采用 ARM 微控制器STM32F103， 第一主控芯片 11 的 PWM 1 ～ 6 脚输出 PWM 信号至第一信号锁存器 12，第一主控芯片 11 的IO_0 脚输出第一主控芯片 11 的状态信息至仲裁器 20 的 MCU1端，第一主控芯片 11 的 IO_1 脚输出第一驱动芯片 13 的状态信息至仲裁器 20 的Driver1 端，第一主控芯片 11 的串口USART_TX 发送同步信号至第二主控芯片 21 的串口 USART_RX，第一信号锁存器 12 的输出端与第一驱动芯片 13 的输入端相连，第一驱动芯片 13 分两路输出，一路与第一三相桥式驱动电路 14 的输入端相连，另一路通过第一PWM 输出检测电路与第一主控芯片 11 的第一输入端相连，第一三相桥式驱动电路 14 分两路输出，一路与第一电机绕组 15 相连，另一路通过第一相电流检测电路 16 与第一主控芯片 11 的第二输入端相连，第一主控芯片 11 的第三输入端与用于检测电机转子位置的第一转子位置检测电路 17 的输出端相连。所述第一 PWM输出检测电路采用分压电阻进行检测。

如图 1、3 所示，所述备份控制系统 30 由第二主控芯片 21、第二信号锁存器32、第二驱动芯片 33、第二三相桥式驱动电路 34、第二相电流检测电路 36、第二 PWM 输出检测电路和第二转子位置检测电路 37 组成，第二主控芯片 21 采用 ARM 微控制器STM32F103，所述第二主控芯片 21 的 PWM 1 ～ 6 脚输出 PWM 信号至第二信号锁存器32，第二主控芯片 21 的IO_0 脚输出第二主控芯片 21 的状态信息至仲裁器 20 的 MCU2端，第二主控芯片 21 的 IO_1脚输出第二驱动芯片 33 的状态信息至仲裁器 20 的Driver2 端，第二信号锁存器 32 的输出端与第二驱动芯片 33 的输入端相连，第二驱动芯片 33 分两路输出，一路与第二三相桥式驱动电路 34 的输入端相连，另一路通过第二PWM 输出检测电路与第二主控芯片 21 的第一输入端相连，第二三相桥式驱动电路 34 分两路输出，一路与第二电机绕组 35 相连，另一路通过第二相电流检测电路 36 与第二主控芯片 21 的第二输入端相连，第二主控芯片 21 的第三输入端与用于检测电机转子位置的第二转子位置检测电路 37 的输出端相连。所述第二 PWM输出检测电路采用分压电阻进行检测。

如图 4 所示，所述仲裁器 20 由第一与门 21、第二与门 22 和非门 23 组成，第一与门21 的输入端接收第一主控芯片 11 发送的第一主控芯片 11 的状态信息、第一驱动芯片 13 的状态信息，第二与门 22 的第一输入端接收第二主控芯片 21 发送的第二主控芯片 21 的状态信息、第二驱动芯片 33 的状态信息，第一与门 21 分两路输出，一路输出用于控制第一信号锁存器 12 通断的控制信号 Latch1，另一路与非门 23 的输入端相连，非门 23 的输出端与第二与门 22 的第二输入端相连，第二与门 22 的输出端输出用于控制第二信号锁存器 32 通断的控制信号 Latch2。

如图 5 所示，所述第一信号锁存器 12 采用芯片 74LS273，其引脚 1 为锁存使能端，高电平有效，连接仲裁器 20 的 Latch1 端 ；其引脚 3、引脚 4、引脚 7、引脚 8、引脚 13、引脚 14 为输入端，分别与第一主控芯片 11 的输出引脚 PE9、引脚 PE8、引脚PE11、引脚 PE10、引脚PE13、引脚 PE12 连接 ；其引脚 2、引脚 5、引脚 6、引脚 9、引脚12、引脚 15 为输出端，分别与第一驱动芯片 13 的输入引脚 5 、引脚 4、引脚 2、引脚 3、引脚 12、引脚 11 连接 ；其引脚 10 接地 ；其引脚 11 为时钟触发输入引脚，与第一主控芯片 11 的输出引脚 PE14 连接 ；其引脚 16、引脚 17、引脚 18、引脚 19 悬空，引脚 20接 +5V。第二信号锁存器 32 的电路结构与第一信号锁存器 12 相同。

如图 6 所示，第一驱动芯片 13 采用 HIP4086 芯片，其引脚 20 与电压 +12V相连，引脚 6 接地 ；其引脚 16、引脚 1 和引脚 13 为高边自举电源引脚 ；其引脚 18、引脚 23 和引脚 15 为高边源极连接引脚 ；其引脚 16 通过自举二极管 D19 与电压 +12V相连，再通过自举电容 C27 与引脚 18 相连，最后经二极管 D17 接地 ；引脚 1 通过自举二极管 D20 与电压 +12V相连，再通过自举电容 C28 与引脚 23 相连，最后经二极管 D16接地 ；引脚 13 通过自举二极管 D18 与电压 +12V 相连，再通过自举电容 C26 与引脚15 相连，最后经二极管 D15 接地 ；引脚 5 、引脚 2 和引脚 12 为高端逻辑电平输入引脚，引脚 4、引脚 3 和引脚 11 为低端逻辑电平输入引脚，这六个引脚均与第一信号锁存器 12 的输出端相连 ；引脚 7 为死区时间设定引脚，通过电阻 R20 与电压 +12V 相连，引脚 8 为欠压设定引脚，悬空 ；引脚 9 为刷新脉冲设定引脚，通过电容 C25 接地，引脚10 为禁用输入引脚，通过电阻 R18 与 +3.3V 相连 ；引脚 17、 引脚 24、引脚 14 为高边输出引脚，与第一三相桥式驱动电路 14 的对应相位的高端功率 MOS 管的栅极相连，引脚24 同时串联分压电阻 R24、分压电阻 R25 后接地，第一主控芯片 11 的输入引脚 PB15接在电阻 R24、电阻 R25 之间 ；引脚 21、引脚 22 和引脚 19 为低端输出引脚，与第一三相桥式驱动电路 14 的对应相的低端功率 MOS 管的栅极相连。第二驱动芯片 33 的电路结构与第一驱动芯片 13 相同。

如图 7 所示，第一相电流检测电路 16 包括 U 相电流检测电路和 V 相电流检测电路， U 相电流检测电路采用第一芯片 ACS709，其引脚 1、2、3、4、5、6 与第一三相桥式驱动电路 14 的 U 相输出端 AHS 相连 ；其引脚 7、8、9、10、11、12 经二极管 D1 接地，同时引出接插头 J1 ；其引脚 15 接地 ；其引脚 16 为电压参考输出引脚，与第一主控芯片11 的引脚 15 相连，同时该引脚经电容 C6 接地 ；其引脚 17 为过滤引脚，通过电容 C5接地 ；其引脚 18 为信号输出引脚，与第一主控芯片 11 的引脚 16 相连 ；其引脚 19 为过流检测引脚 ；其引脚 21 为过流输入引脚 ；其引脚 20与电压 +3.3V相连，其引脚 22为过流检测使能引脚，接地 ；其引脚13、14、23、24 悬空 ；第一主控芯片 11 通过引脚 15、引脚 16 读取第一电机绕组 15 电流信息；V 相电流检测电路采用第二芯片 ACS709，其引脚1、2、3、4、5、6 与第一三相桥式驱动电路 14 的 V 相输出端 BHS 相连 ；其引脚 7、8、9、10、11、12 经二极管 D2 接地，同时引出接插头J4 ；其引脚 15 接地 ；其引脚 16 为电压参考输出引脚，与第一主控芯片 11 的引脚 18 相连，同时该引脚经电容 C12 接地 ；其引脚 17 为过滤引脚，通过电容 C11 接地 ；其引脚 18 为信号输出引脚，与第一主控芯片11 的引脚 17 相连 ；其引脚 19 为过流检测引脚 ；其引脚 21 为过流输入引脚 ；其引脚20 与电压 +3.3V 相连，其引脚 22 为过流检测使能引脚，接地 ；其引脚 13、14、23、24 悬空 ；第一主控芯片 11 通过引脚 15、引脚 16 读取第一电机绕组 15 电流信息；第二相电流检测电路 36 的电路结构和第一相电流检测电路 16 相同。

如图 8 所示，第一转子位置检测电路 17 包括用于与霍尔传感器端子连接的接插头 J7，霍尔传感器安装在直流无刷电机转子上，接插头 J7 的引脚 1 与电压 +5V 相连，引脚 2 接地 ；引脚 3、4、5 分别与霍尔信号线 HALL_U、HALL_V、HALL_W 相连 ；引脚 3经电阻 R20 与电压 +3.3V 相连，经电阻 R21 与芯片 74LCX541 的引脚 2 相连 ；引脚 4经电阻 R22 与电压 +3.3V 相连，经电阻 R23 与芯片 74LCX541 的引脚 3 相连 ；引脚 5经电阻 R28 与电压 +3.3V 相连，经电阻 R19 与芯片 74LCX541 的引脚 4 相连 ；芯片74LCX541 的引脚 1 接地，引脚 20 与 电压 +3.3V 相连，引脚 19 接地，引脚 10 接地，引脚 20 和引脚 19 之间并联电容 C29 ；引脚 2、引脚 3、引脚 4 分别经电容 C30、C32、C31 接地 ；引脚 18、引脚 17、引脚 16 分别与第一主控芯片 11 的引脚 63、引脚 64、引脚 65 相连，第一主控芯片 11 通过引脚 63、引脚 64、引脚 65 读取直流无刷电机转子的位置信息。第二转子位置检测电路 37 的电路结构和第一转子位置检测电路 17 相同。

如图 9 所示，所述第一三相桥式驱动电路 14 包括电感 L6、电感 L7、电感 L8、电感 L9、电感 L10 和电感 L11，所述电感 L7 的一端接 HIP4086 芯片的引脚 17，HIP4086 芯片的引

脚 17 输出驱动信号，经电感 L7，再经二极管 D7 和电阻 R7 组成的并联电路后，与直流无刷电机 U 相高侧 MOSFET 管 Q1 的栅极相连 ；所述电感 L9 的一端接 HIP4086芯片的引脚 21，HIP4086 芯片的引脚 21 输出驱动信号，经电感 L9，再经二极管 D9 和电阻 R9 组成的并联电路后，与直流无刷电机 U 相低侧 MOSFET 管 Q2 的栅极相连 ；MOSFET 管 Q1 的漏极与电池信号线 BATT+ 相连，MOSFET 管 Q1 的源极和 MOSFET 管 Q2的漏极之间引出第一三相桥式驱动电路 14 的 U 相输出端 AHS，该 U 相输出端 AHS 与第一驱动芯片 13 的 18 脚相连，MOSFET 管 Q2 的源极接地 ；所述电感 L11 的一端接HIP4086 芯片的引脚 24，HIP4086 芯片的引脚 24 输出驱动信号，经电感 L11，再经二极管 D11 和电阻 R11 组成的并联电路后，与直流无刷电机 U 相高侧 MOSFET 管 Q3 的栅极相连 ；所述电感 L10 的一端接 HIP4086 芯片的引脚 22，HIP4086 芯片的引脚 22 输出驱动信号，经电感 L10，再经二极管 D10 和电阻 R10 组成的并联电路后，与直流无刷电机 U 相低侧 MOSFET 管 Q4 的栅极相连 ；MOSFET 管 Q3 的漏极与电池信号线 BATT+相连，MOSFET 管 Q3 的源极和 MOSFET 管 Q4 的漏极之间引出第一三相桥式驱动电路 14的 V相输出端 BHS，该 V 相输出端 BHS 与第一驱动芯片 13 的 23 脚相连，MOSFET 管Q4 的源极接地 ；电感 L6 的一端接 HIP4086 芯片的引脚 14，HIP4086 芯片的引脚 14输出驱动信号，经电感 L6，再经二极管 D6 和电阻 R6 组成的并联电路后，与直流无刷电机 U 相高侧 MOSFET管 Q5 的栅极相连 ；电感 L8 的一端接 HIP4086 芯片的引脚 19，HIP4086 芯片的引脚 19 输出驱动信号，经电感 L8，再经二极管 D8 和电阻 R8 组成的并联电路后，与直流无刷电机 U相低侧 MOSFET 管 Q6 的栅极相连 ；MOSFET 管 Q5 的漏极与电池信号线 BATT+ 相连，MOSFET 管Q5 的源极和 MOSFET 管 Q6 的漏极之间引出第一三相桥式驱动电路 14 的 W 相输出端 CHS，该 W 相输出端 CHS 与第一驱动芯片 13 的15 脚相连，MOSFET 管 Q6 的源极接地。第二三相桥式驱动电路 34 的电路结构和第一三相桥式驱动电路 14 相同。

如图10冗余控制系统的操作方法包括如下步骤：冗余控制采用主辅两个控制及进行6相扭矩控制，双控制单元采用私有CAN进行IPC数据交换；正常运行时采主辅两个控制系统分别对3相对称绕组进行余度控制，两个控制单元均采用传统FOC进行空间矢量控制；当主/辅任意一单元出现故障时，由另一控制单元接管整个控制系统。

如图 11 所示，控制系统中仲裁器 20 的判断方法如下 ：若第一主控芯片 11、第一驱动芯片 13 均正常，则发出锁存器锁存端控制信号，使能第一信号锁存器 12，同时禁止第二信号锁存器 32，此时主份控制系统 10 起作用，第一电机绕组 15 工作，直流无刷电机运转；（2）若第一主控芯片 11、第一驱动芯片 13 至少一个出现故障，则禁止第一信号锁存器12，若此时第二主控芯片 21、第二驱动芯片 33 均正常，则使能第二信号锁存器32，此时备份控制系统 30 起作用，第二电机绕组 35 工作，直流无刷电机运转 ；若第二主控芯片 21、第二信号锁存器 32 至少一个出现故障，则第一电机绕组 15、第二电机绕组35 均不工作，直流无刷电机停止运转。

以下结合图 1 至 11 对本发明作进一步的说明。

主份控制系统 10 采用空间矢量控制方法，第一主控芯片 11 采集并处理第一转子位置检测电路 17 的转子位置信号和第一电机绕组 15 的相电流信号，以及其它用于控制所必须的模拟 / 数字信号，运算处理后发出 6 路 PWM 波。所述第一驱动芯片 13 把接收到的 PWM 波转换为第一三相桥式驱动电路 14 的逻辑开关信号，控制第一电机绕组 15的线圈的通断，驱动直流无刷电机运转。所述第一信号锁存器 12 连接第一主控芯片 11的 PWM 信号输出端和第一驱动芯片 13 的 PWM 信号输入端，用于控制 PWM 通道的通断。所述第一主控芯片 11 在正常情况下通过引脚 IO_0 输出第一主控芯片 11 状态信息（高/ 低电平），发送给仲裁器 20 的 MUC1 端，并采集第一驱动芯片 13 的 PWM 输出信号，和计算得到的预期 PWM值 比较后，判断第一驱动芯片 13 是否异常，并通过引脚 IO_1 输出第一驱动芯片 13 的状态信息（高 / 低电平）。所述备份控制系统 30 结构与主份控制系统 10 结构相同。

仲裁器 20 是一个逻辑电路，输入为第一主控芯片 11、第一驱动芯片 13、第二主控芯片 21、第二驱动芯片 33 的状态信息（高 / 低电平），输出为第一信号锁存器 12、第二信号锁存器 32 的锁存端控制信号（高 / 低电平）。

第一主控芯片 11 将其状态信息（高 / 低电平）发送给仲裁器 20 的 MCU1 端、MCU2 端，同时通过第一 PWM 输出检测电路，采集第一驱动芯片 13 的 PWM 输出信号，并与运算得到的预期 PWM 信号值进行比较，通过判断二者误差是否在正常范围内判定第二驱动芯片33 输出是否正常，并将第二驱动芯片 33 状态信息发送到仲裁器 20 的Driver1 端、Driver2端。仲裁器 20 对四个输入 MCU1、Driver1、MCU2、Driver2 进行逻辑运算后，通过输出端Latch1、Latch2 发出控制信号（高 / 低电平）控制第一信号锁存器12、第二信号锁存器 32。

第一主控芯片 11 经引脚 PC6、引脚 PC7、引脚 PC8 读取转子位置信号，经引脚PC0、引脚 PC1、引脚 PC2、引脚 PC3 读取相电流信号，运算处理后通过引脚 PE8、PE9、PE10、PE11、PE12 和 PE13 发出 6 路 PWM 信号驱动对应电机绕组，使得直流无刷电机运转。第一主控芯片 11 在正常情况下通过引脚 PB13 输出高电平，发送给仲裁器 20 的MUC1 端，当第一主控芯片 11 异常时，因引脚 PB13 经电阻 R26 接地，因此变为低电平。第一主控芯片 11 并通过引脚 PB15 采集第一驱动芯片 13PWM 输出信号，和计算出的预期 PWM 值比较处理后，判断第一驱动芯片 13 是否异常，若异常，则通过引脚 PB14 输出低电平，发送给仲裁器 20 的Driver1 端。主份控制系统 10 的第一主控芯片 11 通过引脚 PA9 发送电机状态信息，包括转速、位置、电流等，串口发送给备份控制系统 30 的第二主控芯片 21 的引脚 PA10。

综上所述，本发明具有较强的运算和信号处理能力，集成了丰富的通信接口功能，能够实现双绕组电机控制系统之间多种通信和故障检测功能 ；在主份控制系统 10 发生故障时，能够在故障状态下实现主份控制系统 10 到备份控制系统 30 的同步切换，确保系统的正常运行 ；本系统可以很大程度上提高系统可靠性，减少系统故障后的停机时间。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法，所述冗余控制系统包括主份控制系统，主份控制系统的输入端与第一转子位置检测电路的输出端相连，主份控制系统的输出端与第一电机绕组相连，主份控制系统输出同步信号至备份控制系统，主份控制系统发送其内第一主控芯片的状态信息、第一驱动芯片的状态信息至仲裁器；所述备份控制系统的输入端与第二转子位置检测电路的输出端相连，备份控制系统的输出端与第二电机绕组相连，备份控制系统输出其内第二主控芯片的状态信息、第二驱动芯片的状态信息至仲裁器；其特征在于：所述冗余控制系统的操作方法包括如下步骤：

冗余控制采用主辅两个控制及进行6相扭矩控制，双控制单元采用私有CAN进行IPC数据交换；

2）正常运行时采主辅两个控制系统分别对3相对称绕组进行余度控制，两个控制单元均采用传统FOC进行空间矢量控制；

3）当主/辅任意一单元出现故障时，由另一控制单元接管整个控制系统。

2.根据权利要求1 所述的一种双绕组直流无刷电机冗余控制系统的操作方法，其特征在于：所述控制系统中仲裁器的判断方法如下：

1）若第一主控芯片、第一驱动芯片均正常，则发出锁存器锁存端控制信号，使能第一信号锁存器，同时禁止第二信号锁存器，此时主份控制系统起作用，第一电机绕组工作，直流无刷电机运转；

2）若第一主控芯片、第一驱动芯片至少一个出现故障，则禁止第一信号锁存器，若此时第二主控芯片、第二驱动芯片均正常，则使能第二信号锁存器，此时备份控制系统起作用，第二电机绕组工作，直流无刷电机运转 ；若第二主控芯片、第二信号锁存器至少一个出现故障，则第一电机绕组、第二电机绕组均不工作，直流无刷电机停止运转。

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