[发明专利]一种双直流电机串联系统容错控制系统及方法

权利要求书

1.一种双直流电机串联系统容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、系统进行初始化，电流传感器，速度传感器分别采集双直流电机的电流信号和速度信号，若有故障发生，电流传感器会检测到某一电机的异常电流，电流传感器将异常电流传输故障诊断单元，故障诊断单元给出故障信息F；

S2、电流计算单元根据故障信息做出容错控制策略，设直流电机正常电流范围为I_x～I_y,当某一个电机发生故障时，电流传感器将检测到该电机的电流不处于正常电流范围内，电流传感器将异常电流传送给故障诊断单元，故障诊断单元将故障信息传递给电流计算单元、PWM单元、三相电压源逆变器；三相电压源逆变器根据故障信息控制与其所连的故障电机停止工作，并触发双向晶闸管导通，容错控制单元会根据故障信息做出控制决策；

S3、采集到的双电机转速信号W₁、W₂与参考转速W₁^*、W₂^*比较得到转速误差e_w1、e_w2，转速误差经PI调节得到两相参考电流信号I_m1和I_m2；

S4、参考电流计算单元把两相参考电流转化为三相参考电流；

S5、在不同的故障情况下，将得到的三相参考电流和三相电流进行比较得到误差e₁、e₂、e₃，将三相电流误差e₁、e₂、e₃作为滞环控制单元的输入，该滞环控制单元能够对双电机的电流进行调节，当电流误差大于一定值时滞环控制单元输出负电平使对应相的上桥臂关断下桥臂导通，使实际电流减小，当减小到与参考电流相等时，滞环控制单元仍保持低电平输出，实际电流继续减小，直到误差再次增大到一定值，滞环控制单元翻转，输出高电平信号；

S6、将滞环控制单元的结果输入到PWM单元，PWM单元根据故障情况产生相应控制三相电压源逆变器开关的脉冲信号，控制三相电压源逆变器，进而驱动电机的运行；

步骤S2中，容错控制策略是根据故障信息对检测到的电流采取不同的重构方法，具体公式如下：

F＝0时，

F＝1时，

F＝2时，

X₁，X₂为检测到的电流

步骤S4中，参考电流计算单元的转化公式根据故障信息的不同也有所不同，具体如下：

F＝0时，

F＝1时，

F＝2时，

其中，K₁、K₂为电机1和电机2的直流电机转矩常数。

2.根据权利要求1所述的双直流电机串联系统容错控制方法，其特征在于，步骤S1中，故障信息F表示为：

3.根据权利要求1所述的双直流电机串联系统容错控制方法，其特征在于，步骤S3中，PI调节公式如下，其中K_p、K_I为PI调节器参数；

4.根据权利要求1所述的双直流电机串联系统容错控制方法，其特征在于，步骤S5中，具体公式如下：

其中，i＝1,2,3，H_i为滞环控制单元的输出，δ为滞环控制单元的阈值，Q表示与上一时刻输出的值相等。

5.根据权利要求1所述的双直流电机串联系统容错控制方法，其特征在于，步骤S6中，双电机系统健康时，按照常规PWM输出方式控制三相电压源逆变器，若直流电机1发生故障时第一桥臂断开，直流电机2正常驱动，此时只有一个滞环控制回路控制电机的两个桥臂，直流电机2发生故障时同理，具体PWM单元的开关逻辑生成函数如下，其中i＝1,2,3,4,5,6，U_i为PWM单元的输出为：

F＝0时，其中，j＝1,2,3

F＝1时，

F＝2时，