【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种开关磁阻电机霍尔位置传感器故障诊断与容错的方法，属于开关磁阻电机控制系统故障诊断与容错。
技术介绍
1、开关磁阻电机由于其具有结构简单、成本低、容错能力强等优点，被广泛应用于家电、新能源汽车、采矿等领域。开关磁阻电机的正常运行依赖于实时准确的转子位置，由于开关磁阻电机位置传感器通常安装在电机本体内部，当电机一直工作在恶劣的环境中或操作不当时，容易导致位置传感器发生故障。位置传感器发生故障后，控制器获取的转子位置角度将出现偏差，使得驱动信号错误的触发功率变换器中各相功率管，导致电机输出转矩降低，严重时甚至会出现电动机停转，降低了开关磁阻电机驱动系统的可靠性。因此，准确确定故障传感器和故障类型将有效提高开关磁阻电机的可靠性和容错能力。
2、本专利技术提出了一种基于跳变沿结合时间混合预测的故障诊断与容错的方法。该方法不仅有效解决了传统诊断方法故障检测不及时、故障类型无法区分等问题，而且具有对故障传感器进行容错的能力，该方法对于提高开关磁阻电机控制系统的可靠性具有重要的应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的：
2、提供一种能对开关磁阻电机位置传感器同时进行故障诊断与容错的方法。该方法既能对故障位置传感器进行及时的定位和判定故障类型，同时在故障诊断完成后实现故障位置传感器的容错控制，提高开关磁阻电机驱动系统运行时的容错能力。
3、本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：
4、本专利技术为一种基于跳变沿结合时间混
5、第一步：当电机正常运行时获取三个位置传感器产生的霍尔信号的跳变沿，并对每一个跳变沿信号进行定义。以位置传感器ha为例：当cap捕获到下降沿脉冲时，将其定义为ead；当cap捕获到上升沿脉冲时，将其定义为eau。另外两个位置传感器hb、hc的边沿状态按上述方法进行定义。同时分别对每一个位置传感器产生的霍尔信号的边沿出现的时刻进行预测。
6、第二步：利用当前的跳变沿信号和跳变沿变化的顺序，对下一个霍尔信号的跳变沿状态进行预测，并将预测的结果作为参考信号用于位置传感器的故障诊断和容错。
7、第三步：利用dsp中的cap捕获功能对位置传感器的跳变沿进行捕获，并将捕获到的跳变沿信号与参考信号进行对比。如果该跳变沿信号与参考信号相同，并且在所设定的预测时间范围内，则该跳变沿信号为正常跳变信号，然后重复第二步和第三步；否则该跳变沿信号为异常跳变信号，此时需要确定故障位置传感器和故障类型。
8、第四步：将cap捕获到的跳变沿信号与参考信号进行对比，如果二者存在差异，则说明产生该跳变沿信号的位置传感器发生了故障，同时根据当前cap捕获到的跳变沿的状态，判断该位置传感器是发生了提前出现高电平还是低电平故障；否则，转移至第五步进行故障诊断。
9、第五步：如果cap捕获到的跳变沿信号在所设定的预测时间范围之前出现，则判定产生该跳变沿信号的位置传感器发生了故障，同时根据当前cap捕获到的跳变沿的状态，判断该位置传感器是发生了提前出现高电平还是低电平故障；如果超过所设定的预测时间范围cap还未捕获到跳变沿信号，则根据之前cap捕获到的跳变沿的状态和参考信号推断出消失的跳变沿，同时根据消失的跳变沿状态决定该位置传感器是发生了持续的高电平还是低电平故障。
10、第六步：当故障诊断结束后，利用剩余正常的位置传感器对自身的跳变沿出现的时刻和故障传感器跳变沿出现的时刻进行预测，同时利用当前cap捕获到的跳变沿信号和参考信号去推断出故障传感器跳变沿的状态。通过上述方法即可完成故障传感器的信号重构，实现故障传感器的容错控制。
11、第七步：当一个霍尔位置传感器发生故障后，参考信号将不再包含故障位置传感器的跳变沿信息，只利用剩余两个位置传感器的跳变沿信号和预测的跳变沿出现的时刻进行故障诊断和容错。
12、进一步地，第一步中，分别对每一个位置传感器输出的霍尔信号的边沿时刻进行预测，具体方法为：
13、利用dsp中cap的捕获功能对位置传感器的跳变沿进行捕获，同时计算两跳变沿之间的时间间隔，通过前两个时间间隔就可以计算出下一跳变沿与当前跳变沿之间的时间间隔，按如下公式：
14、
15、与现有开关磁阻电机位置传感器故障诊断与容错的方法相比，本专利技术具有的有益效果是：
16、本专利技术提出开关磁阻电机位置传感器故障诊断与容错控制方法，有效解决了传统诊断方法故障检测不及时、故障类型无法区分等问题，同时该方法在故障诊断完成后还可以对故障传感器进行容错。该方法实现简单，仅需在电机的控制芯片中增加该方法的代码即可实现故障诊断和容错，无需增加任何硬件资源，对于采用霍尔位置传感器的各类开关磁阻电机控制系统具有良好的通用性，非常适合计算能力有限的低成本开关磁阻电机控制系统。
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1.本专利技术为一种基于跳变沿结合时间混合预测的故障诊断与容错的控制方法，其方法特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于跳变沿结合时间混合预测的故障诊断与容错的控制方法，其特征在于：第一步中，分别对每一个位置传感器输出的霍尔信号的边沿时刻进行预测，具体方法为：
【技术特征摘要】
1.本发明为一种基于跳变沿结合时间混合预测的故障诊断与容错的控制方法，其方法特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵杰，邓龙立，王业超，孟宪志，邢振，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：
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