【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多电机驱动风机系统领域，具体涉及一种具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法。
技术介绍
1、在传统的单风机系统中，由于系统仅依赖单一电机驱动风轮进行送风，一旦电机发生故障，系统输出风量将急剧下降，导致无法满足用户的需求。尤其是在多电机风机系统中，通常没有针对电机故障进行容错设计，且现有的电机故障诊断和容错控制方法大多依赖于额外的传感器或故障诊断装置，这不仅增加了系统的成本，还增加了安装和维护的复杂性。因此，如何在不增加系统成本的前提下，解决电机故障问题，提升系统的可靠性和容错性，是行业内亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，该方法无需额外的故障诊断装置，结构简单高效，能够在电机发生故障时自动调整系统参数，确保风量的稳定输出，从而提高系统的可靠性，降低维护成本。
2、本专利技术采用以下技术方案实现：
3、本专利技术提供了一种具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，该方法包括以下步骤：
4、该多电机风机系统至少包含两台bldc(brush l ess di rect current motor，无刷直流电机)电机，每台电机通过电流闭环控制驱动一个风轮，多个风轮并联安装在风道内；
5、所有电机的控制电流由同一微处理器控制，电机通过编码器实时反馈转速信号至微处理器，微处理器用于接收转速信号计算各电机的转速误差并发送电流信号指令；
6、
7、作为本专利技术的进一步方案，所述多电机风机系统包含的bldc电机规格相同，在电机发生故障时通过微处理器自动调整电机的控制电流，使电机总转速达到目标总转速。
8、作为本专利技术的进一步方案，所述电机总转速为电机风机系统所包含的电机转速之和；所述转速误差为电机实时总转速与目标总转速之差。
9、作为本专利技术的进一步方案，所述微处理器内置有自适应容错控制器，所述自适应容错控制器基于实时转速反馈信息和转速误差，计算故障补偿增益。
10、作为本专利技术的进一步方案，故障补偿增益的计算公式为：
11、
12、式中，i是电流信号指令，是故障补偿增益，b是电机摩擦系数，j是转动惯量常数，kt是电磁转矩常数，p是正增益常数，ω和分别是电机总转速与转速误差。
13、作为本专利技术的进一步方案，所述电流信号指令i由微处理器内部通过存储的自适应容错控制器实时计算得到，多台电机的电流信号指令均来自同一个微处理器。
14、作为本专利技术的进一步方案，微处理器实时获取并监控每台电机的转速信息，判断电机是否发生故障。
15、作为本专利技术的进一步方案，微处理器通过实时获取电机反馈的转速误差、电机转动惯量、电磁转矩常数参数在内的转速信息，在实际转速偏离目标转速时，实时更新调整故障补偿增益，以补偿电机故障或性能衰减。
16、作为本专利技术的进一步方案，实时更新调整故障补偿增益时，令故障补偿增益按照实时更新；式中，q是正增益常数；是故障补偿增益的导数，表征的变化规律。
17、作为本专利技术的进一步方案，当电机转速偏离目标转速时，微处理器判定电机发生故障，电机故障包括部分失效和完全失效，电机故障的失效类型由电磁转矩常数衰减因子α决定：衰减因子0＜α＜1，代表电机部分失效；衰减因子α＝0代表电机完全失效；衰减因子α＝1代表电机正常工作。
18、与现有技术相比，本专利技术提供的一种具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，具有以下有益效果：
19、1.本专利技术将每台bldc电机做成具电流闭环控制电机，每台电机向微处理器反馈实时转速信息，微处理器根据反馈的转速信息计算故障补偿增益与控制电流信号，然后向各台电机发送相同的电流信号指令，实现多电机的自适应容错控制。该算法设计简单，能够有效提高风机系统的可靠性，减少维护成本。
20、2.本专利技术通过自适应容错控制，系统能够在电机部分失效时自动调整电流和转速补偿，避免了电机完全失效后对系统风量的影响。智能补偿机制有效延缓了电机的性能衰减，延长了电机和整个风机系统的使用寿命，并减少了因硬件故障导致的停机时间和维修成本。使得风机系统能够在电机出现故障或性能衰减时，自动调整控制策略，实时补偿故障引起的转速误差，其容错特性有效提高了系统的稳定性，即使个别电机发生故障，整个系统依然能够维持恒定风量输出，确保风机系统在长时间运行中的高可靠性。
21、3.与传统方法相比，本专利技术的方法无需依赖额外的硬件故障检测装置。通过微处理器实时监控电机转速的反馈信息，计算转速误差，并根据误差变化自动调整驱动电流，从而无需复杂的故障检测模块或外部传感器。简化了硬件设计和系统结构，降低了设备成本和维护难度。由于所有电机的控制信号由同一微处理器计算和发送，系统能够根据实时转速反馈自动协调各电机之间的工作状态，确保电机间的协同作用，优化整体风量控制。这一简化的控制策略减少了系统复杂性，降低了控制算法的开发难度，同时增强了系统的灵活性和适应性。
22、4.本专利技术能够根据电机转速的反馈信息和实时变化，动态调整故障补偿增益和驱动电流，以适应电机的性能变化。这种适应性控制使得系统能够在面对电机负载波动或环境条件变化时，依然能够保持稳定的风量输出，增强了系统的应对能力和可靠性。通过利用现有电机的转速反馈和微处理器计算补偿机制，系统无需增加额外的传感器或检测模块，充分利用现有硬件资源。不仅降低了系统成本，还减少了硬件故障率和维修频率，提高了系统的经济性和可持续性。
23、5.在电机发生故障或性能衰减的情况下，本专利技术的故障补偿增益计算公式和动态调整策略能够精准补偿风量的变化，从而保证系统风量始终维持在预定目标值。这种高精度的控制确保了在故障情况下，风机系统的风量波动最小，系统的总体性能不受显著影响。本专利技术的容错控制方法不仅适用于常规的风机系统，还能广泛应用于需要恒定风量的各种复杂场景，例如工业通风、空调系统、气候控制等领域。在面对电机老化、负载变化或其他意外因素时，系统能够自适应调整，确保风量持续稳定。
24、综上所述，本专利技术的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，通过创新性的自适应容错控制算法，实现了系统在电机故障或性能衰减情况下依然能够稳定运行，具有高可靠性、低成本、易维护的优势。这使得本专利技术在工业及其他需要恒定风量的领域具有广泛的应用前景和经济效益。
25、本专利技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
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1.一种具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，所述多电机风机系统包含的BLDC电机规格相同，在电机发生故障时通过微处理器自动调整电机的控制电流，使电机总转速达到目标总转速。
3.如权利要求2所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，所述电机总转速为电机风机系统所包含的电机转速之和；所述转速误差为电机实时总转速与目标总转速之差。
4.如权利要求1所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，所述微处理器内置有自适应容错控制器，所述自适应容错控制器基于实时转速反馈信息和转速误差，计算故障补偿增益。
5.如权利要求4所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，故障补偿增益的计算公式为：
6.如权利要求4所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，所述电流信号指令i由微处理器内部通过存储的自适应容错控制器实时计算得到，多台电机的电流信号指令均
7.如权利要求1所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，微处理器实时获取并监控每台电机的转速信息，判断电机是否发生故障。
8.如权利要求7所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，微处理器通过实时获取电机反馈的转速误差、电机转动惯量、电磁转矩常数参数在内的转速信息，在实际转速偏离目标转速时，实时更新调整故障补偿增益，以补偿电机故障或性能衰减。
9.如权利要求8所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，实时更新调整故障补偿增益时，令故障补偿增益按照实时更新；式中，Q是正增益常数；是故障补偿增益的导数，表征的变化规律。
10.如权利要求7所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，当电机转速偏离目标转速时，微处理器判定电机发生故障，电机故障包括部分失效和完全失效，电机故障的失效类型由电磁转矩常数衰减因子α决定：衰减因子0＜α＜1，代表电机部分失效；衰减因子α＝0代表电机完全失效；衰减因子α＝1代表电机正常工作。
...【技术特征摘要】
1.一种具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，所述多电机风机系统包含的bldc电机规格相同，在电机发生故障时通过微处理器自动调整电机的控制电流，使电机总转速达到目标总转速。
3.如权利要求2所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，所述电机总转速为电机风机系统所包含的电机转速之和；所述转速误差为电机实时总转速与目标总转速之差。
4.如权利要求1所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，所述微处理器内置有自适应容错控制器，所述自适应容错控制器基于实时转速反馈信息和转速误差，计算故障补偿增益。
5.如权利要求4所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，故障补偿增益的计算公式为：
6.如权利要求4所述的具有容错特性的多电机风机系统恒风量控制方法，其特征在于，所述电流信号指令i由微处理器内部通过存储的自适应容错控制器实时计算得到，多台电机的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨亮，杨恒，潘明攀，郭志军，杨伟钧，
申请(专利权)人：电子科技大学中山学院，
类型：发明
国别省市：
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