電流傳感器故障重構(gòu)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及永磁同步電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種電流傳感器故障重構(gòu)方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)具有高效率、高控制精度、轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)及振動(dòng)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)， 在許多領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、工業(yè)縫幼機(jī)、空調(diào)、電梯及更高精度 的數(shù)控機(jī)床及機(jī)器人等應(yīng)用場(chǎng)合。
[0003] 為了保證永磁同步電機(jī)的安全性和可靠性，在永磁同步電機(jī)工作的過程中，需要 實(shí)時(shí)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)各部件出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)的 判斷出故障類型并作出相應(yīng)的處理，永磁同步電機(jī)內(nèi)部的功率模塊、電流傳感器等關(guān)鍵元 器件如已出現(xiàn)異常但是并未檢測(cè)到，在此種情況下，如果繼續(xù)工作可能會(huì)造成永磁同步電 機(jī)無法正常工作，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備損壞，進(jìn)一步使故障擴(kuò)大化。
[0004] 然而目前存在的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于電流傳感器故障的診斷，實(shí)時(shí)性差， 不夠精確，且只能判別故障發(fā)生的位置，而無法提供更多的故障信息，W對(duì)故障造成的電流 錯(cuò)誤進(jìn)行糾正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種電流傳感器故障重構(gòu)方法及裝置，用W解決現(xiàn)有技術(shù)中的永磁同 步電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于電流傳感器故障無法重構(gòu)的技術(shù)問題。
[0006] 本發(fā)明一方面提供一種電流傳感器故障重構(gòu)方法，所述方法是基于永磁同步電機(jī) 控制系統(tǒng)的，包括：
[0007] 步驟101，獲取永磁同步電機(jī)的a軸參考反饋電流ia，W及永磁同步電機(jī)的0軸的參 考反饋電流ie;
[000引步驟102,對(duì)a軸參考反饋電流ia和0軸參考反饋電流ie經(jīng)過一階低通濾波處理，獲 得第一狀態(tài)值Zl和第二狀態(tài)值Z2 ;
[0009] 步驟103,獲取永磁同步電機(jī)的a軸參考控制電壓Uaref、永磁同步電機(jī)的e軸參考控 制電壓UPref、永磁同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度0和永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速《 ;
[0010] 步驟104,根據(jù)第一狀態(tài)值Zl、第二狀態(tài)值Z2、a軸參考控制電壓Uaref、0軸參考控制 電壓UPref、旋轉(zhuǎn)角度巧日轉(zhuǎn)速《，獲得永磁同步電機(jī)的a軸電流故障重構(gòu)值fa、e軸電流故障重 構(gòu)值扣、曰軸正常電流觀測(cè)值么和e軸正常電流觀測(cè)值^ ;
[00川步驟105,根據(jù)a軸電流故障重構(gòu)值fa、e軸電流故障重構(gòu)值fe、a軸正常電流觀測(cè)值 i和e軸正常電流觀測(cè)值V，獲得永磁同步電機(jī)的A相電源電流傳感器故障重構(gòu)值fA、B相電 源電流傳感器故障重構(gòu)值fB、A相電源正常電流的觀測(cè)值馬和財(cái)目電源正常電流的觀測(cè)值4。 [0012] 進(jìn)一步的，步驟101具體包括：
[0013]對(duì)=相逆變器輸出的交流電源中的A相交流電源和B相交流電源進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，獲 得A相交流電源反饋電流iA和B相交流電源反饋電流iB，
[0014]對(duì)A相交流電源反饋電流iA和B相交流電源反饋電流iB進(jìn)行Clarke變換，獲得a軸參 考反饋電流ia，W及P軸參考反饋電流ie。
[0015] 進(jìn)一步的，獲取a軸參考控制電壓Uaref和0軸參考控制電壓UPref，具體包括：
[0016] 對(duì)永磁同步電機(jī)給定轉(zhuǎn)速O ref、永磁同步電機(jī)的反饋轉(zhuǎn)速《、d軸給定電流idref和 永磁同步電機(jī)的d軸參考反饋電流id進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，獲得q軸參考電壓Uqref和d軸參考電壓 IWref ;
[001 7] 對(duì)q軸參考電壓Uqref和d軸參考電壓Udre進(jìn)行Park逆變換處理，獲得a軸參考控制電 壓Uaref和0軸參考控制電壓UPref。
[0018]進(jìn)一步的，步驟102中的一階低通濾波處理具體包括：
[0019] -階低通濾波處理采用的公式為：如) = /;',Z(0 +成y，其中Z = Zi是濾波器向 Z 2 量，As和化是正定矩陣，V= ，文(〇表示濾波器向量的導(dǎo)數(shù)。 LvJ
[0020]進(jìn)一步的，步驟104具體包括：
[002U根據(jù)公式f晰=卸。+ &側(cè)+心O-巧/.)) + '''如+的％獲得a軸電流故障動(dòng)值 fa、e軸電流故障重構(gòu)值fe、a軸正常電流觀測(cè)值和e軸正常電流觀測(cè)值^，其中，
y(0= Zi，束(0= ，恥為轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈，Rs為定子繞組相電阻，La、Le分別為定子繞組 Lzd Lz;」 兩相固定坐標(biāo)系下的a軸電感和e軸電感；馬、％分別為濾波器輸出狀態(tài)變量第一狀態(tài)值Zi 的觀測(cè)值和第二狀態(tài)值Z2的觀測(cè)值；
[0023] 矩陣L滿足Ag = A-LC,并且滿足李雅譜諾夫方程冷> +飾=-徑，其中P、Q均為正定 矩陣；
[0024] V為滑模觀測(cè)信號(hào)，滿足公式： 若 e'.^O 若 e'.=〇
[0026] 其中P是正常數(shù)，矩陣F滿足PM = C中T，號(hào)二如)-C嶺）；
[0027] a軸電流故障重構(gòu)值fa和0軸電流故障重構(gòu)值時(shí)滿足等式二V。 Jf>_
[0028] 進(jìn)一步的，步驟105具體包括：
[0029] 根據(jù)如下公式獲得永磁同步電機(jī)的A相電源電流傳感器故障重構(gòu)值fA、B相電源電 流傳感器故障重構(gòu)值fB、A相電源正常電流的觀測(cè)值4和財(cái)目電源正常電流的觀測(cè)值；t;
[0031] 本發(fā)明另一方面提供一種電流傳感器故障重構(gòu)裝置，所述裝置是基于永磁同步電 機(jī)控制系統(tǒng)的，包括:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能模塊，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能模塊包括一階低通濾波子模 塊、定子電流觀測(cè)子模塊、限幅子模塊和Clarke逆變換子模塊；
[0032] 定子電流觀測(cè)子模塊分別與一階低通濾波子模塊、限幅子模塊連接，限幅子模塊 還與Clarke逆變換子模塊連接；
[0033] 其中，一階低通濾波子模塊，用于根據(jù)獲取的永磁同步電機(jī)的a軸參考反饋電流ia 和0軸參考反饋電流ie獲得第一狀態(tài)值Zi和第二狀態(tài)值Z2;
[0034] 定子電流觀測(cè)子模塊，用于根據(jù)第一狀態(tài)值Z1、第二狀態(tài)值Z2、永磁同步電機(jī)的a軸 參考控制電壓Uaref、0軸參考控制電壓UPref、旋轉(zhuǎn)角度0和轉(zhuǎn)速W，獲得永磁同步電機(jī)的a軸電 流故障重構(gòu)值fa、e軸電流故障重構(gòu)值扣、〇軸正常電流觀測(cè)值和e軸正常電流觀測(cè)值
[0035] 限幅子模塊用于對(duì)a軸電流故障重構(gòu)值fa、e軸電流故障重構(gòu)值時(shí)、a軸正常電流觀 測(cè)值i和e軸正常電流觀測(cè)值^進(jìn)行限幅；
[0036] Clarke逆變換子模塊，用于根據(jù)a軸電流故障重構(gòu)值fa、e軸電流故障重構(gòu)值時(shí)、a軸 正常電流觀測(cè)值t和e軸正常電流觀測(cè)值^，，獲取永磁同步電機(jī)的A相電源電流傳感器故障 重構(gòu)值fA、B相電源電流傳感器故障重構(gòu)值fB、A相電源正常電流的觀測(cè)值和B相電源正常 電流的觀測(cè)值4。
[0037] 進(jìn)一步的，還包括:與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能模塊相連的控制單元及與控制單元相連的主 電路；
[0038] 其中，控制單元用于為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能模塊提供永磁同步電機(jī)的a軸參考反饋電流 ia、0軸的參考反饋電流ie、a軸參考控制電壓Uaref、0軸參考控制電壓UPref和轉(zhuǎn)速W ;
[0039] 主電路用于為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能模塊提供永磁同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度0，并為控制單元 提供A相交流電源反饋電流i A和B相交流電源反饋電流i B。
[0040] 進(jìn)一步的，控制單元包括PI調(diào)節(jié)模塊、Park變換模塊、Park逆變換模塊和Clarke變 換模塊;其中，PI調(diào)節(jié)模塊分別與化rk變換模塊、Park逆變換模塊連接，Park變換模塊還與 Clarke變換模塊連接；
[0041 ]化rk變換模塊，用于根據(jù)a軸參考反饋電流ia和P軸參考反饋電流ie，獲取d軸參考 反饋電流id和q軸參考反饋電流；
[0042] PI調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)d軸參考反饋電流id和q軸參考反饋電流，獲取q軸參考電壓 Uqref和d軸參考電壓Udref ;
[0043] 化rk逆變換模塊，用于根據(jù)q軸參考電壓Uqref和巧由參考電壓Udref，獲取a軸參考控 制電壓Uaref和0軸參考控制電壓UPref ;
[0044] Clarke變換模塊，用于根據(jù)A相交流電源反饋電流iA和B相交流電源反饋電流iB，獲 取a軸參考反饋電流ia和0軸參考反饋電流ie。
[0045] 進(jìn)一步的，裝置還包括電流傳感器和速度檢測(cè)單元，主電路包括=相逆變器和永 磁同步電機(jī)，其中，=相逆變器通過線纜與永磁同步電機(jī)相連，電流傳感器與=相逆變器相 連，并通過線纜對(duì)=相逆變器A相交流電源和B相交流電源進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)；永磁同步電機(jī)還 與速度檢測(cè)單元相連;=相逆變器，用于為永磁同步電機(jī)提供電源；
[0046] 電流傳感器，用于根據(jù)=相逆變器的A相交流電源和B相交流電源獲取A相交流電 源