[发明专利]基于节点优化多重冗余算法的电机监控检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于节点优化多重冗余算法的电机监控检测系统，其特征在于，包括电源、控制单元、电机、监控检测单元以及安装在电机上的伺服编码器，所述的电源、控制单元、电机、监控检测单元依次连接，所述的监控检测单元分别与伺服编码器、控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于节点优化多重冗余算法的电机监控检测系统，其特征在于，所述的监控检测单元为集成有DSP的FPGA模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于节点优化多重冗余算法的电机监控检测系统，其特征在于，所述的控制单元设有用于测量电机的输入电压输出电流的电源芯片。

4.一种实施权利要求3所述的基于节点优化多重冗余算法的电机监控检测系统的监控检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)初始化系统，加载电机参数；

2)控制单元判断主从通信是否正常，若为是，执行步骤3)，否则，停止工作；

3)控制单元根据反馈报文控制电机输入，同时控制伺服编码器将电机转速的报文发送给FPGA模块；

4)电源芯片测量电机输入电压和电流，并将结果报文发送给FPGA模块；

5)FPGA模块将收到的报文解包进行提取，并发送给DSP模块；

6)DSP模块分别执行判断条件1、2、3、4和5，并将判断结果反馈给FPGA模块；

7)FPGA模块将结果打包以报文形式发送给控制单元，并返回步骤2)。

5.根据权利要求4所述的一种基于节点优化多重冗余算法的电机监控检测系统的监控检测方法，其特征在于，所述的条件1是指DSP模块先将收到的输入电流和电机转速进行快速傅里叶变换后求卷积，然后判断两者之间的关联度，如果关联度未能达到设定值则表示电机工作状态出现异常；

所述的条件2是指采用Bondgraph节点监控方法，如果满足|U-K*Ω-Z*I|≤margin，则说明电机工作正常，反则异常，其中Z、K均为电机参数，其中K为电动感应系数，Z为电机阻抗，U、I、Ω分别为实时测得电压、电流和转速，margin为容错范围；

所述的条件3是指通过电机的状态方程计算电机所受到的阻力力矩，如果阻力力矩超过电机在满载下的最大阻力力矩，则判定电机超负荷运转或者超载，处于非正常工作状态；

所述的条件4是指若Ω＞Ω_max，其中Ω_max为电机最大转速，则说明电机超速，处于非正常工作状态；

所述的条件5是指通过电机外壳上的温度芯片采样电机外壳温度，若温度操作设定最高值，则电机停止工作。

6.根据权利要求5所述的一种基于节点优化多重冗余算法的电机监控检测系统的监控检测方法，其特征在于，所述的通过电机的状态方程计算电机所受到的阻力力矩具体为：T＝K*I-a*M，其中T为输出阻力力矩，K为电动感应系数，I为输出电流，a为加速度，M为转动质量。

7.根据权利要求5所述的一种基于节点优化多重冗余算法的电机监控检测方法，其特征在于，五个条件相互冗余，且为判断电机是否工作在正常状态的必要条件。