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《故障診斷及容錯(cuò)控制研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、速度傳感器、電流傳感器、逆變器、時(shí)間延遲等故障診斷和容錯(cuò)控制研究筆記在電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)屮，因系統(tǒng)噪聲、傳感器自身工作特性以及安裝接觸不良等因素的影響，速度傳感器極易處于異常工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，若此時(shí)電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受速度傳感器提供的錯(cuò)誤采集信息,必將引起電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能的下降，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致系統(tǒng)停車并危及駕駛員人身安全。電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳感器進(jìn)行在線故障診斷，并輸岀相應(yīng)的故障診斷信號(hào)。為了保證電動(dòng)汽車的駕駛性能并且避免駕駛?cè)藛T人身安全受到威脅，在診斷出傳感器發(fā)生故障后，容錯(cuò)策略將結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)可利用信息，選擇
2、合適的控制方式，重構(gòu)轉(zhuǎn)矩控制策略，在傳感器故障狀態(tài)下最大限度發(fā)揮電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，避免意外發(fā)生。1、電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能否對(duì)電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確的檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)矢量控制算法高性能的關(guān)鍵，錯(cuò)誤的電機(jī)轉(zhuǎn)速信息傳遞進(jìn)入矢量控制算法時(shí)，會(huì)明顯降低電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，甚至導(dǎo)致意外狀況的發(fā)生。為此，當(dāng)速度傳感器發(fā)生故障時(shí)，容錯(cuò)策略要求電機(jī)控制方式采用無速度傳感器矢量控制策略，該控制策略根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流傳感器的有效信息，基于模型自適應(yīng)的相關(guān)理論，實(shí)現(xiàn)具有較強(qiáng)魯棒性能的間接磁場(chǎng)定向矢量控制，進(jìn)而在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)速度傳感器出現(xiàn)故障時(shí)保
3、證電動(dòng)汽車性能。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行中，需要對(duì)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷輸出信號(hào)進(jìn)行實(shí)吋監(jiān)控，容錯(cuò)策略一旦接收到速度傳感器故障診斷信號(hào),還需要將電動(dòng)汽車切換到無速度傳感器矢量控制模式下，并保證切換的平滑。2、電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流傳感器輸出值的精準(zhǔn)度很大程度上影響了矢量控制閉環(huán)系統(tǒng)的性能。在檢測(cè)到電流傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)需要放棄其輸出的故障值，從冗余信息獲得正確的信息。在單相電流傳感器處于故障狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)利用冗余信息仍使用矢量控制方法，在多相電流傳感器處于故障狀態(tài)吋，系統(tǒng)將使用開環(huán)恒壓頻比控制，擺脫對(duì)電流傳感器的依賴，最大
4、限度地保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳矩輸出性能。具有傳感器容錯(cuò)策略的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖如下圖所示：由下圖可見，傳感器容錯(cuò)策略根據(jù)電流傳感器故障診斷模塊和RBF人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)器的故障診斷信號(hào)，對(duì)交流感應(yīng)電機(jī)的控制模式進(jìn)行選擇，以維持電機(jī)的輸出性能，并且為了保證控制模式切換不會(huì)產(chǎn)生過大的轉(zhuǎn)矩沖擊電流，容錯(cuò)策略還包括平滑切換控制模塊以實(shí)現(xiàn)切換過程的平滑。速度傳感器故障診斷通過RBF人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速并對(duì)速度傳感器進(jìn)行故障診斷，容錯(cuò)策略的控制策略切換環(huán)節(jié)接收RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)器的故障診斷信號(hào)。當(dāng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)器未檢測(cè)到速度傳感
5、器發(fā)生故障時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用矢量控制算法對(duì)感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行控制；反之當(dāng)控制策略環(huán)節(jié)接收到RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)器發(fā)出的故障信號(hào)時(shí)，容錯(cuò)策略將感應(yīng)電機(jī)控制算法切換到無速度傳感器矢量控制，并通過平滑切換控制模塊避免產(chǎn)生過大的轉(zhuǎn)矩沖擊屯流。電流傳感器故障診斷模塊接收感應(yīng)電機(jī)的三相電流信號(hào)進(jìn)行故障診斷，再將故障診斷結(jié)果傳遞至控制策略切換環(huán)節(jié)，在電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三相電流傳感器都正常工作時(shí)，控制策略切換環(huán)節(jié)使用三相電流傳感器采集的實(shí)測(cè)值進(jìn)行矢量控制，在某相電流傳感器出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)利用冗余信息進(jìn)行矢量控制，在多相電流傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，系
6、統(tǒng)使用恒壓頻比的控制方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。在矢量控制與恒壓頻比的切換過程中，系統(tǒng)還將通過平滑切換控制模塊減小電機(jī)沖擊轉(zhuǎn)矩電流，以保證電動(dòng)汽車的安全性。矢量控制算法與無速度矢量控制算法的原理基本和同，矢量控制算法是通過速度傳感器采集的實(shí)測(cè)值對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，而無速度矢量控制是通過速度估計(jì)模塊獲得估計(jì)值對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。因此矢量控制至無速度傳感器矢量控制的平滑性與速度實(shí)測(cè)值與估計(jì)值的切換有很人關(guān)系。（當(dāng)估計(jì)值能夠很好地跟隨實(shí)測(cè)值時(shí),此時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)平滑切換！)電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳感器故障診斷及容錯(cuò)控制還須在以下幾方面深入和完善：1
7、)無速度傳感器矢量控制算法在電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速的辨識(shí)精度有限，影響了低速時(shí)的容錯(cuò)效果，應(yīng)該在提升電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識(shí)精度方面做進(jìn)一步研究。2)對(duì)電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多相電流傳感器故障的診斷方法較為單一，可以嘗試更加有效的方法對(duì)多相電流傳感器故障進(jìn)行診斷。還有，基于RBF人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法，寫的非常好，可參考學(xué)習(xí)！以上內(nèi)容參考自王權(quán)的碩士學(xué)位論文一一電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳感器故障診斷及容錯(cuò)研究。逆變器故障將導(dǎo)致故障相電流出現(xiàn)斷續(xù)，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，造成屯機(jī)堵轉(zhuǎn)或在某些位置時(shí)無法正常起動(dòng)。對(duì)故障診斷方法的要求：由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)
8、系統(tǒng)在控制策略!應(yīng)用場(chǎng)合等方面的差界性，對(duì)于故障診方法很難給出具體的指標(biāo)要求”但為了防止二次故障導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰!減小診斷成本和復(fù)雜性,診斷方法應(yīng)滿足如下要求：⑴盡可能短的診斷吋間“在某些運(yùn)行狀況(如滿載瀕繁起停等)下，逆變器的故障狀態(tài)往往存在時(shí)間很短，便會(huì)引起電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的停機(jī),造成容錯(cuò)控制策略來不及實(shí)施“因此，診斷時(shí)
