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新技术!一种基于双位置传感器的冗余控制方法

编辑:金沙官网        发布日期:2017-09-22        点击量:941
  内容说明
  
  本发明涉及一种基于双位置传感器的冗余控制方法。
  
  发明背景
  
  伺服系统为运载火箭重要的姿轨控实行子系统,通过实时采集位置反馈信号,并与位置指令信号比较,构成位置闭环控制,实现负载的位置跟踪。位置传感器作为伺服系统位置输出的重要部件,其可靠性至关重要。
  
  通常位置传感器的失效率较高,为了提高可靠性,目前大都采用了冗余技术,如现役运载火箭上使用的“两路位置传感器输出端并接”的方式,这种方式对于一路反馈断路故障有效,但当一路反馈供电出现断路故障时,实际反馈输出值会出现偏差。新一代运载火箭上使用了一体式三冗余位置传感器,采取“三取二”的冗余判决方式,但对于体积、重量要求严格的小型伺服系统,现有三冗余位置传感器难以达到体积的小型化要求。
  
  发明内容
  
  本发明提供一种基于双位置传感器的冗余控制方法,实现简单,故障兼容性好,可靠性高。为了达到上述目的,本发明提供一种基于双位置传感器的冗余控制方法,包含以下步骤:步骤A、冗余判决模块对伺服系统的两个位置传感器的输出值进行极值故障判别:如果两个位置传感器的输出值的绝对值都大于极值故障判决阈值Uy1,说明两个位置传感器都出现了极值故障,则将实际控制伺服机构动作的控制输出量置零,防止堵转损坏伺服机构;如果两个位置传感器中的任意一个位置传感器的输出值的绝对值大于极值故障判决阈值Uy1,则将另一个输出值的绝对值小于极值故障判决阈值Uy1的位置传感器的输出值作为位置传感器的输出值Uf;如果两个位置传感器的输出值的绝对值都小于极值故障判决阈值Uy1,则进行两路反馈一致性判别。
  
  步骤B、冗余判决模块对伺服系统的两个位置传感器的输出值进行两路反馈一致性判别:如果两个位置传感器的输出值的差值的绝对值小于两路反馈信号一致性判决阈值Uy3,说明两路反馈一致,保持当前的位置传感器的输出不变;如果两个位置传感器的输出值的差值的绝对值大于两路反馈信号一致性判决阈值Uy3,说明两路反馈不一致,则进行零值故障判别;步骤C、冗余判决模块对伺服系统的两个位置传感器的输出值进行零值故障判别。
  
  如果两个位置传感器中的任意一个位置传感器的输出值的绝对值小于零值故障判决阈值Uy2,说明出现了零值故障,则将另一个输出值的绝对值大于零值故障判决阈值Uy2的位置传感器的输出值作为位置传感器的输出值Uf。
  
  如果两个位置传感器的输出值的绝对值都大于零值故障判决阈值Uy2,则进行反馈与指令误差判别。步骤D、冗余判决模块对伺服系统的两个位置传感器的输出值进行反馈与指令误差判别:比较两个位置传感器的输出值与指令的误差值的绝对值的大小,将输出值与指令的误差值的绝对值小的位置传感器的输出值作为位置传感器的输出值Uf。
  
  所述的极值故障判决阈值Uy1大于伺服系统的最大摆角值Ub,且小于故障极值Uj。所述的零值故障判决阈值Uy2=0.2V。所述的两路反馈信号一致性判决阈值Uy3≥1.5ΔUf,其中,ΔUf是两路反馈电位器的最大偏差值。
  
  本发明具有以下优点:1、冗余判决模块为独立的App模块,且均为逻辑判断语句,不涉及复杂运算,实现简单,对于硬件上配置两路位置传感器的伺服系统基本适用,同时可扩展应用到配备三路及以上位置传感器的系统;2、涵盖的故障模式较广,典型的位置传感器故障模式基本可覆盖到,故障兼容性好;3、两路位置传感器通道允许多次切换,可有效防止单次切换时带来的误切换风险,如当某一拍或几拍的数值出现野值而导致位置反馈通道由某一路切换至另一路(实际当前路仍输出正常),若之后另一路出现故障,仍可再次切回,进一步提高了位置传感器反馈回路的可靠性。
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