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机械设计与研究2025年第05期:适用于编码器故障的永磁同步电机容错控制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王凯;杨欲晓;王利卿;孙明明;

单位:河南水利与环境职业学院机电工程系;河南省水电装备与智慧系统工程技术研究中心;郑州大学水利与交通学院;

摘要:当永磁同步电机驱动系统中的霍尔编码器由于机械振动等因素发生故障停用或者输出偏移时,电机驱动系统将失去位置反馈信息进而发生严重的系统失控。为此,提出适用于霍尔编码器故障的永磁同步电机容错控制方案,引入置信度加权学习熵的策略来监控两个预测角位移滤波器的权重增量,较高的权重增量方差将导致控制器置信度降低,进而使得控制系统能迅速且精确地检测出编码器可能存在的异常故障。所提出的电机控制系统结合了无传感器控制策略和有传感器控制策略,在电机驱动系统正常时使用有传感控制策略,在检测到编码器故障时迅速切换到无传感控制策略,从而使得电机驱动系统具备良好的静止和低速运行性能,同时系统对编码器故障的容错控制能力也得到了提高。搭建实验样机,对所提出的方案进行验证,结果表明,所提方案可以在不依赖自适应阈值的前提下快速精确地实现对编码器故障的检测,并进行相应的容错控制。

关键词:永磁同步电机;;容错控制;;编码器故障检测;;置信度加权学习熵;;预测角位移滤波器;;权重增量

基金资助:2024年河南省科技攻关项目(242102220092);; 2023年河南省科技攻关项目(232102211042);; 河南省高等学校重点科研项目(24A120008)