项目名称: 基于余度间电磁解耦方法的PMSM伺服系统协调与容错控制研究

项目编号: No.51307137

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 电工技术

项目作者: 周奇勋

作者单位: 西安科技大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 针对航空航天领域对伺服系统突出的高可靠性要求,国内外均通过硬件多余度方法提高可靠性;但余度间强耦合特征尤其是余度间负荷状态差异将导致伺服系统功能及性能的协调控制难度增大甚至反而降低系统可靠性。本申请拟研究永磁同步电机伺服系统余度间电磁解耦新方法,以此为突破点,提出并构建新型n-Torus空间结构的永磁同步电机多余度绕组结构和转子励磁结构,实现电机余度间电磁场完全解耦。根据网状反馈拓扑和余度间数据融合及滤波算法研究伺服系余度间负载动态分配策略,解决余度间转矩纷争问题;研究多余度同步电机短路、断路、过温和失磁,以及伺服控制器断线、通讯异常等故障情况的系统容错策略。设计高可靠性转子位置传感器并提出误差补偿策略,实时解析相电压、绕组电流和转子位置传感器数据,在线辨识系统健康状态,重构故障后部件模型,实现转子位置检测自修复策略。该申请将满足多余度伺服系统的高可靠性设计并加快航空航天领域的应用进程。

中文关键词: 永磁同步电机;余度;电磁解耦;协调控制;容错

英文摘要: Considered the reliability problems of the permanent magnet synchronous motor (PMSM) servo system in the field of aerospace, the hardware redundancy method is applied widely to improve the reliability. But the strong coupling characteristics between redundancy, especially the differences of redundant loads status, may enhance the difficulty in servo system and coordinated control, even lead to reduce of the system reliability. As a breakthrough point, the electromagnetic decoupling method of redundancy PMSM servo system is researched in this application. A novel space structure of the n-Torus in redundancy stator windings is built, and the rotor excitation structure is also given to achieve decoupling completely in electromagnetic field. According to the topology of mesh feedback and the fusion and filtering algorithm of the redundancy winding current data, the load dynamic allocation strategy of the redundancy PMSM is researched. The problem of redundant torque disputes is resolved. The faults of the redundancy PMSM, such as short circuit, broken circuit, over temperature and excitation-loss, are analyzed in this application. The strategy of fault-tolerant for controller disconnection, abnormal communication and data exception is given. The universal rotor position sensor with high reliability is designed, and

英文关键词: permanent magnet synchronous motor;redundancy;electromagnetic decoupling;coordination control;fault tolerant

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