針對(duì)無刷直流電機(jī)用霍爾位置傳感器易故障問題,提出位置傳感器故障診斷方法及容錯(cuò)控制技術(shù)。通過霍爾信號(hào)的Clark矢量變換,根據(jù)所得霍爾矢量相位的特點(diǎn),提出了通過檢測其相位變化診斷霍爾故障類型的方法。分析各種霍爾故障類型對(duì)轉(zhuǎn)子位置估算精確度的影響,提出了兩種容錯(cuò)控制策略:改進(jìn)型混合觀測器補(bǔ)償法;改進(jìn)型插值容錯(cuò)控制算法。在所搭建的電機(jī)控制試驗(yàn)平臺(tái)上,通過模擬霍爾傳感器故障實(shí)驗(yàn),分別在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、動(dòng)態(tài)運(yùn)行(包括轉(zhuǎn)速突變、變負(fù)載運(yùn)行)時(shí),驗(yàn)證所提算法的有效性和可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提故障診斷法可快速識(shí)別霍爾故障類型,兩種算法在單霍爾和雙霍爾故障時(shí)都能準(zhǔn)確地估計(jì)轉(zhuǎn)子位置,有效補(bǔ)償霍爾故障,而改進(jìn)型插值容錯(cuò)控制算法具有更好的動(dòng)態(tài)性能。

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【部分圖文】：

圖1正常運(yùn)行時(shí)霍爾矢量Hαβ的軌跡和相位差

圖1為正常運(yùn)行時(shí)霍爾矢量Hαβ的軌跡和相位差，其中θHx(x為1、2或3)表示在對(duì)應(yīng)霍爾信號(hào)Hx的上升沿和下降沿時(shí)，計(jì)算所得的霍爾矢量相位差�？梢钥闯�，在未發(fā)生霍爾故障時(shí)，θHx的絕對(duì)值一直等于180°電角度。1.2霍爾傳感器故障診斷

圖2H1=1時(shí)霍爾矢量Hαβ的軌跡和相位差

若發(fā)生單霍爾傳感器故障時(shí)，霍爾矢量將不能沿著圓周跳變，導(dǎo)致θHx的值發(fā)生改變。本文假定發(fā)生單霍爾故障(H1=1)，其霍爾矢量軌跡和相位差如圖2所示�？梢钥闯�，單霍爾故障發(fā)生后，霍爾矢量由6個(gè)變?yōu)?個(gè)，在H2和H3的上升沿和下降沿處，θH2和θH3的值分別為-240°、360°。這....

圖3H1=H2=1時(shí)霍爾矢量Hαβ的軌跡和相位差

根據(jù)雙霍爾故障的情況，可得到12種故障類型。本文假定發(fā)生H1=1、H2=1的雙霍爾故障，其霍爾矢量軌跡和相位差如圖3所示。由于只存在H3的跳變沿，霍爾矢量減少為兩個(gè)，θH3等于300°。但是，在18種故障類型中，可能存在θHx的值相同的情況，因此，為了準(zhǔn)確診斷雙霍爾故障類型，采用....

圖4電機(jī)換相期間的轉(zhuǎn)速估算

如圖4所示，ti-2、ti-1和ti代表霍爾信號(hào)跳變沿時(shí)刻，THall(ti)是連續(xù)兩個(gè)霍爾信號(hào)跳變沿時(shí)刻ti-1和ti的時(shí)間間隔，因此，在[ti-1,ti]的時(shí)間范圍內(nèi)，電機(jī)的平均速度為為了得到更為精確的估計(jì)轉(zhuǎn)速，引入轉(zhuǎn)子加速度a，在60°電角度范圍內(nèi)，a為一個(gè)常數(shù)。則在ti時(shí)....

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