【摘要】：隨著我國航空航天技術的發(fā)展,新一代運載火箭對伺服系統(tǒng)的可靠性提出更高的要求,希望系統(tǒng)在發(fā)生故障的條件下仍能夠可靠運行,本文重點研究容錯技術在機電伺服系統(tǒng)中的應用。本文采用繞組冗余式五相電機方案實現(xiàn)電機本體的容錯,詳細分析了五相永磁容錯電機的特點,明確容錯電機必須具備電氣隔離、物理及熱隔離、磁隔離以及抑制短路電流的能力,并通過單層集中繞組、隔齒繞制、H橋供電、增大槽口漏感等方式實現(xiàn)電機的隔離要求。通過對電機使用條件、功率密度、轉矩波動、控制資源等約束的分析,確定了以耐高溫釹鐵硼作為永磁體材料,Halbach充磁方式,五相十槽十二極單層集中式繞組為特征的電機方案。容錯電機能夠?qū)崿F(xiàn)容錯運行依賴于其控制算法,容錯電機的控制算法分為正常狀態(tài)下控制算法及故障狀態(tài)下控制算法。本文建立五相容錯電機數(shù)學模型,推導出兩種正常狀態(tài)下基于H橋的電壓空間矢量控制算法(相鄰二矢量法和相鄰四矢量法),并利用Matlab-Simulink進行算法仿真分析,比較兩種算法的優(yōu)劣,最終確定選用相鄰四矢量的電壓空間矢量算法作為容錯電機正常狀態(tài)下的控制算法。故障診斷是為了在故障初期對故障的發(fā)生進行快速檢測,并達到對故障相進行切除隔離,為系統(tǒng)決策提供參考,避免故障進一步擴大的目的,也是系統(tǒng)切換容錯算法的關鍵環(huán)節(jié)。本文對容錯電機的故障特征進行分析,明確電機故障主要為開路故障和短路故障,并對兩種故障分別提出診斷方式,推導出針對兩種故障的容錯算法,并分別進行有限元仿真分析,實現(xiàn)算法的有效性驗證。對于容錯電機的控制,其基本要求為轉矩響應快,精度高,波動小,其關鍵在于實現(xiàn)對電機瞬時轉矩的高性能控制。本文提出兩種基于Id=0的控制系統(tǒng):單空間矢量控制及雙空間矢量控制。在正常狀態(tài)下,電機采用基于電壓空間矢量算法的單空間矢量控制;處于故障狀態(tài)時,電機將采用基于電流滯環(huán)算法的雙空間矢量控制。本文針對兩種狀態(tài)下的控制系統(tǒng)進行仿真建模分析,驗證容錯控制方案的有效性。最后進行試驗,搭建試驗平臺,對基于H橋的五相容錯電機控制算法進行驗證,通過電機空載、帶載運行,故障模擬等試驗驗證環(huán)節(jié),分析實驗結果,證明本文所設計的五相容錯電機在容錯算法控制下可以在一度故障狀態(tài)下穩(wěn)定運行。
【學位授予單位】：中國運載火箭技術研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM31

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 朱佳寧;徐博強;;淺談電視播控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)容錯技術[J];科技傳播;2019年22期

2 楊鴻華;;計算機系統(tǒng)容錯技術研究[J];黑龍江科技信息;2015年28期

3 陳衛(wèi);孟浩;商伶俐;高寧;;容錯技術及其在電力機車測控系統(tǒng)中的應用[J];華北科技學院學報;2012年02期

4 馮炎;姚昌梁;王彩云;;高速公路收費系統(tǒng)服務器容錯技術研究[J];電腦知識與技術;2009年18期

5 王俊嶺,汪蕓;基于主動復制容錯技術的負載平衡模型[J];計算機工程;2005年11期

6 張筑生;實時在線的容錯技術[J];軟件工程師;2004年10期

7 ;未雨綢繆話容錯技術[J];計算機與網(wǎng)絡;2004年06期

8 陳煒;計算機容錯技術與應用[J];武漢工業(yè)大學學報;1998年04期

9 吳云峰;;淺談容錯技術[J];金融電子化;1999年11期

10 孫錦生;“綠卡”工程之容錯技術[J];郵政研究;1996年05期

相關會議論文 前10條

1 張魯飛;程華;;高性能計算機容錯技術綜述[A];2010通信理論與技術新發(fā)展——第十五屆全國青年通信學術會議論文集（下冊）[C];2010年

2 王東盛;;容錯技術在衛(wèi)星控制系統(tǒng)中的應用[A];第十屆全國容錯計算學術會議論文集[C];2003年

3 蓋璐璐;張濤;徐建軍;譚慶平;;一種低開銷的可配置容錯技術[A];第十九屆計算機工程與工藝年會暨第五屆微處理器技術論壇論文集[C];2015年

4 陳偉;朱海鋒;曾廣勇;;大型水電廠調(diào)速器導葉開度測量容錯技術改進[A];抽水蓄能電站工程建設文集2012[C];2012年

5 單書暢;胡瑜;李曉維;;多核處理器的核級冗余容錯技術[A];第六屆中國測試學術會議論文集[C];2010年

6 龔健;楊孟飛;;硬件進化系統(tǒng)的容錯性研究[A];第十四屆全國容錯計算學術會議(CFTC'2011)論文集[C];2011年

7 談偉華;吳曉芬;戈欣;許建榮;;雙機容錯技術在PACS/RIS中的應用[A];2009中華醫(yī)學會影像技術分會第十七次全國學術大會論文集[C];2009年

8 李根成;王鏞根;;基于偏差分離估計器的故障診斷與容錯技術[A];1995中國控制與決策學術年會論文集[C];1995年

9 黃福明;;容錯技術在寶鋼過程控制系統(tǒng)的應用[A];中國計量協(xié)會冶金分會2009年年會論文集[C];2009年

10 徐艷玲;崔玉偉;羅川;;新一代分布式飛行器管理系統(tǒng)技術研究進展[A];第37屆中國控制會議論文集（F）[C];2018年

相關重要報紙文章 前10條

1 艾先;容錯技術掃描[N];中國貿(mào)易報;2004年

2 ;容錯技術的發(fā)展與應用展望[N];計算機世界;2001年

3 邊月;容錯技術帶來的高可用[N];計算機世界;2003年

4 ;無時間損失的容錯技術[N];中國計算機報;2003年

5 孔令男;容錯技術高端商用領域的核心[N];中國國門時報;2004年

6 ;容錯技術成為服務器市場的黑馬[N];中國國門時報;2004年

7 記者劉雨;Stratus 加大中國行業(yè)市場拓展[N];中國計算機報;2003年

8 本報記者 宋家雨;為持續(xù)可用提供動力[N];網(wǎng)絡世界;2007年

9 劉雨;Stratus：既有新產(chǎn)品更有新服務[N];中國計算機報;2003年

10 趙曉濤;關注RAID安全與修復[N];網(wǎng)絡世界;2007年

相關博士學位論文 前10條

1 楊志勇;基于容錯及檢錯的云存儲可靠性技術研究[D];武漢理工大學;2015年

2 林勇;基于進化型硬件的容錯方法研究[D];中國科學技術大學;2007年

3 劉玲霞;Web服務容錯關鍵技術研究[D];國防科學技術大學;2006年

4 李旭;基于非易失內(nèi)存的高性能計算容錯技術研究[D];國防科學技術大學;2013年

5 黃達;基于憶阻器的自治容錯技術研究[D];國防科學技術大學;2014年

6 孫偉東;分布式存儲中基于糾刪碼的數(shù)據(jù)容錯技術研究[D];國防科學技術大學;2015年

7 李建立;面向瞬時故障的可配置容錯技術研究[D];國防科學技術大學;2013年

8 趙天緒;集成電路缺陷分布模型和容錯技術研究[D];西安電子科技大學;1999年

9 朱繼祥;自適應演化硬件及其容錯技術研究[D];武漢大學;2010年

10 熊志強;無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸容錯技術研究[D];華中科技大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 趙輝;基于H橋的五相電機容錯控制算法研究[D];中國運載火箭技術研究院;2019年

2 薛曉良;SRAM型FPGA在輻照環(huán)境下的容錯技術研究[D];中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所);2019年

3 晏巍;支持容錯的硬件密碼算法的研究[D];湖南大學;2015年

4 李云華;面向變頻調(diào)速的交—直—交變換器容錯控制方法研究[D];華中科技大學;2017年

5 丁鵬;基于TMR-CUDA容錯架構的星載GPU抗SEU技術研究[D];電子科技大學;2018年

6 魏夢雪;異構系統(tǒng)中實時任務的容錯調(diào)度算法[D];武漢科技大學;2018年

7 朱文浩;星載GPU四余度容錯算法設計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2018年

8 彭翔;分布式流處理的鐵道供電監(jiān)控大數(shù)據(jù)集群容錯技術研究[D];華東交通大學;2018年

9 楊娜;融合容錯需求和資源約束的云容錯服務適配方法研究[D];內(nèi)蒙古大學;2017年

10 沈璐;基于陣列碼的Memcached高性能容錯[D];南開大學;2017年

，

本文編號：2633824