針對無刷直流電機用霍爾位置傳感器易故障問題,提出位置傳感器故障診斷方法及容錯控制技術。通過霍爾信號的Clark矢量變換,根據(jù)所得霍爾矢量相位的特點,提出了通過檢測其相位變化診斷霍爾故障類型的方法。分析各種霍爾故障類型對轉子位置估算精確度的影響,提出了兩種容錯控制策略:改進型混合觀測器補償法;改進型插值容錯控制算法。在所搭建的電機控制試驗平臺上,通過模擬霍爾傳感器故障實驗,分別在穩(wěn)態(tài)運行、動態(tài)運行(包括轉速突變、變負載運行)時,驗證所提算法的有效性和可靠性。實驗結果表明,所提故障診斷法可快速識別霍爾故障類型,兩種算法在單霍爾和雙霍爾故障時都能準確地估計轉子位置,有效補償霍爾故障,而改進型插值容錯控制算法具有更好的動態(tài)性能。

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【部分圖文】：

圖1正常運行時霍爾矢量Hαβ的軌跡和相位差

圖1為正常運行時霍爾矢量Hαβ的軌跡和相位差，其中θHx(x為1、2或3)表示在對應霍爾信號Hx的上升沿和下降沿時，計算所得的霍爾矢量相位差�？梢钥闯�，在未發(fā)生霍爾故障時，θHx的絕對值一直等于180°電角度。1.2霍爾傳感器故障診斷

圖2H1=1時霍爾矢量Hαβ的軌跡和相位差

若發(fā)生單霍爾傳感器故障時，霍爾矢量將不能沿著圓周跳變，導致θHx的值發(fā)生改變。本文假定發(fā)生單霍爾故障(H1=1)，其霍爾矢量軌跡和相位差如圖2所示�？梢钥闯�，單霍爾故障發(fā)生后，霍爾矢量由6個變?yōu)?個，在H2和H3的上升沿和下降沿處，θH2和θH3的值分別為-240°、360°。這....

圖3H1=H2=1時霍爾矢量Hαβ的軌跡和相位差

根據(jù)雙霍爾故障的情況，可得到12種故障類型。本文假定發(fā)生H1=1、H2=1的雙霍爾故障，其霍爾矢量軌跡和相位差如圖3所示。由于只存在H3的跳變沿，霍爾矢量減少為兩個，θH3等于300°。但是，在18種故障類型中，可能存在θHx的值相同的情況，因此，為了準確診斷雙霍爾故障類型，采用....

圖4電機換相期間的轉速估算

如圖4所示，ti-2、ti-1和ti代表霍爾信號跳變沿時刻，THall(ti)是連續(xù)兩個霍爾信號跳變沿時刻ti-1和ti的時間間隔，因此，在[ti-1,ti]的時間范圍內，電機的平均速度為為了得到更為精確的估計轉速，引入轉子加速度a，在60°電角度范圍內，a為一個常數(shù)。則在ti時....

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