基于H桥的五相电机容错控制算法研究

发布时间：2020-04-19 22:49

【摘要】：随着我国航空航天技术的发展,新一代运载火箭对伺服系统的可靠性提出更高的要求,希望系统在发生故障的条件下仍能够可靠运行,本文重点研究容错技术在机电伺服系统中的应用。本文采用绕组冗余式五相电机方案实现电机本体的容错,详细分析了五相永磁容错电机的特点,明确容错电机必须具备电气隔离、物理及热隔离、磁隔离以及抑制短路电流的能力,并通过单层集中绕组、隔齿绕制、H桥供电、增大槽口漏感等方式实现电机的隔离要求。通过对电机使用条件、功率密度、转矩波动、控制资源等约束的分析,确定了以耐高温钕铁硼作为永磁体材料,Halbach充磁方式,五相十槽十二极单层集中式绕组为特征的电机方案。容错电机能够实现容错运行依赖于其控制算法,容错电机的控制算法分为正常状态下控制算法及故障状态下控制算法。本文建立五相容错电机数学模型,推导出两种正常状态下基于H桥的电压空间矢量控制算法(相邻二矢量法和相邻四矢量法),并利用Matlab-Simulink进行算法仿真分析,比较两种算法的优劣,最终确定选用相邻四矢量的电压空间矢量算法作为容错电机正常状态下的控制算法。故障诊断是为了在故障初期对故障的发生进行快速检测,并达到对故障相进行切除隔离,为系统决策提供参考,避免故障进一步扩大的目的,也是系统切换容错算法的关键环节。本文对容错电机的故障特征进行分析,明确电机故障主要为开路故障和短路故障,并对两种故障分别提出诊断方式,推导出针对两种故障的容错算法,并分别进行有限元仿真分析,实现算法的有效性验证。对于容错电机的控制,其基本要求为转矩响应快,精度高,波动小,其关键在于实现对电机瞬时转矩的高性能控制。本文提出两种基于Id=0的控制系统:单空间矢量控制及双空间矢量控制。在正常状态下,电机采用基于电压空间矢量算法的单空间矢量控制;处于故障状态时,电机将采用基于电流滞环算法的双空间矢量控制。本文针对两种状态下的控制系统进行仿真建模分析,验证容错控制方案的有效性。最后进行试验,搭建试验平台,对基于H桥的五相容错电机控制算法进行验证,通过电机空载、带载运行,故障模拟等试验验证环节,分析实验结果,证明本文所设计的五相容错电机在容错算法控制下可以在一度故障状态下稳定运行。
【学位授予单位】：中国运载火箭技术研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM31

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱佳宁;徐博强;;浅谈电视播控系统中数据容错技术[J];科技传播;2019年22期

2 杨鸿华;;计算机系统容错技术研究[J];黑龙江科技信息;2015年28期

3 陈卫;孟浩;商伶俐;高宁;;容错技术及其在电力机车测控系统中的应用[J];华北科技学院学报;2012年02期

4 冯炎;姚昌梁;王彩云;;高速公路收费系统服务器容错技术研究[J];电脑知识与技术;2009年18期

5 王俊岭,汪芸;基于主动复制容错技术的负载平衡模型[J];计算机工程;2005年11期

6 张筑生;实时在线的容错技术[J];软件工程师;2004年10期

7 ;未雨绸缪话容错技术[J];计算机与网络;2004年06期

8 陈炜;计算机容错技术与应用[J];武汉工业大学学报;1998年04期

9 吴云峰;;浅谈容错技术[J];金融电子化;1999年11期

10 孙锦生;“绿卡”工程之容错技术[J];邮政研究;1996年05期

相关会议论文 前10条

1 张鲁飞;程华;;高性能计算机容错技术综述[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集（下册）[C];2010年

2 王东盛;;容错技术在卫星控制系统中的应用[A];第十届全国容错计算学术会议论文集[C];2003年

3 盖璐璐;张涛;徐建军;谭庆平;;一种低开销的可配置容错技术[A];第十九届计算机工程与工艺年会暨第五届微处理器技术论坛论文集[C];2015年

4 陈伟;朱海锋;曾广勇;;大型水电厂调速器导叶开度测量容错技术改进[A];抽水蓄能电站工程建设文集2012[C];2012年

5 单书畅;胡瑜;李晓维;;多核处理器的核级冗余容错技术[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年

6 龚健;杨孟飞;;硬件进化系统的容错性研究[A];第十四届全国容错计算学术会议(CFTC'2011)论文集[C];2011年

7 谈伟华;吴晓芬;戈欣;许建荣;;双机容错技术在PACS/RIS中的应用[A];2009中华医学会影像技术分会第十七次全国学术大会论文集[C];2009年

8 李根成;王镛根;;基于偏差分离估计器的故障诊断与容错技术[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

9 黄福明;;容错技术在宝钢过程控制系统的应用[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

10 徐艳玲;崔玉伟;罗川;;新一代分布式飞行器管理系统技术研究进展[A];第37届中国控制会议论文集（F）[C];2018年

相关重要报纸文章 前10条

1 艾先;容错技术扫描[N];中国贸易报;2004年

2 ;容错技术的发展与应用展望[N];计算机世界;2001年

3 边月;容错技术带来的高可用[N];计算机世界;2003年

4 ;无时间损失的容错技术[N];中国计算机报;2003年

5 孔令男;容错技术高端商用领域的核心[N];中国国门时报;2004年

6 ;容错技术成为服务器市场的黑马[N];中国国门时报;2004年

7 记者刘雨;Stratus 加大中国行业市场拓展[N];中国计算机报;2003年

8 本报记者 宋家雨;为持续可用提供动力[N];网络世界;2007年

9 刘雨;Stratus：既有新产品更有新服务[N];中国计算机报;2003年

10 赵晓涛;关注RAID安全与修复[N];网络世界;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 杨志勇;基于容错及检错的云存储可靠性技术研究[D];武汉理工大学;2015年

2 林勇;基于进化型硬件的容错方法研究[D];中国科学技术大学;2007年

3 刘玲霞;Web服务容错关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年

4 李旭;基于非易失内存的高性能计算容错技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

5 黄达;基于忆阻器的自治容错技术研究[D];国防科学技术大学;2014年

6 孙伟东;分布式存储中基于纠删码的数据容错技术研究[D];国防科学技术大学;2015年

7 李建立;面向瞬时故障的可配置容错技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

8 赵天绪;集成电路缺陷分布模型和容错技术研究[D];西安电子科技大学;1999年

9 朱继祥;自适应演化硬件及其容错技术研究[D];武汉大学;2010年

10 熊志强;无线传感器网络数据传输容错技术研究[D];华中科技大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵辉;基于H桥的五相电机容错控制算法研究[D];中国运载火箭技术研究院;2019年

2 薛晓良;SRAM型FPGA在辐照环境下的容错技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所);2019年

3 晏巍;支持容错的硬件密码算法的研究[D];湖南大学;2015年

4 李云华;面向变频调速的交—直—交变换器容错控制方法研究[D];华中科技大学;2017年

5 丁鹏;基于TMR-CUDA容错架构的星载GPU抗SEU技术研究[D];电子科技大学;2018年

6 魏梦雪;异构系统中实时任务的容错调度算法[D];武汉科技大学;2018年

7 朱文浩;星载GPU四余度容错算法设计与实现[D];电子科技大学;2018年

8 彭翔;分布式流处理的铁道供电监控大数据集群容错技术研究[D];华东交通大学;2018年

9 杨娜;融合容错需求和资源约束的云容错服务适配方法研究[D];内蒙古大学;2017年

10 沈璐;基于阵列码的Memcached高性能容错[D];南开大学;2017年

，

本文编号：2633824