http://www.diaojichuzu.com/ 惠州云梯车出租, 东莞云梯车出租, 清远云梯车出租    基于电流滞环控制的电磁阀故障检测与定位条件?
来源: admin   发布时间: 2020-08-09   495 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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            惠州云梯车出租, 东莞云梯车出租, 清远云梯车出租    基于电流滞环控制的电磁阀故障检测与定位条件?  电磁阀一个周期内可以分为5个过程:𝑃𝑃1、𝑃𝑃2、𝑃𝑃3、𝑃𝑃4、𝑃𝑃5。故障诊断也是基于这5个过程进行讨论的。根据电磁阀的电流大小以及电磁阀两端的电压分别讨论了这5个阶段可以识别的故障类型,故障识别的条件以及故障定位的条件。




         1   基于电流滞环控制的故障检测条件分析, 首先对电磁阀控制系统中单开关管在各个阶段可以检测的故障以及故障检测条件进行讨论。因为每一路电磁阀的工作只有时间的相位差,其他没有什么差异,所以以第N路电磁阀的驱动开关管故障为例进行讨论。𝑃𝑃1阶段:在此阶段开关管𝑄𝑄1和开关管𝑄𝑄_𝐷𝐷一直处于开通状态,所以𝑄𝑄1或𝑄𝑄_𝐷𝐷在这个阶段的短路故障无法判断,只能判定断路故障。因为电路的参数信息不知道(而基于滞环的目的就是需要对参数免疫),如果在𝑃𝑃1阶段检测则无法确定滞环的边界大小。所以只能在𝑃𝑃2结束阶段进行检测,虽然时间有所增加,但是开关管断路故障对电路的危害不大,不像短路故障那样造成电路的进一步毁坏。如果在𝑃𝑃2结束点满足:_ min。𝐼𝐼𝑝𝑝_min表示𝑃𝑃2阶段滞环的下限值,此值由工程需求决定。𝑖𝑖𝐿𝐿(𝑡𝑡)表示电磁阀电流的实际值。𝑃𝑃2阶段:因为在此阶段开关管有开通有关断所以可以对开关管进行短路和断路故障的检测。因为正常时候电磁阀的电流被限制在【𝐼𝐼𝑝𝑝_𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚,𝐼𝐼𝑝𝑝_𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚】范围内,所以当电磁阀电流不在此范围内并超过一定的值后便判定为开关管的故障。具体的,当满足: 1L pi t−I≥Th则判定为开关管𝑄𝑄1或𝑄𝑄_𝐷𝐷短路,但是由于𝑄𝑄_𝐷𝐷一直处于开通状态,所以短路开关管一定是𝑄𝑄1。其中,𝐼𝐼𝑝𝑝_max表示电磁阀𝑃𝑃2阶段滞环的上限值,此值的大小决定于工程需求。𝑇𝑇ℎ1,𝑇𝑇ℎ2,𝑇𝑇ℎ𝑖𝑖(𝑖𝑖=1,2,3…N,N为正整数)表示故障检测的判定阈值,在理想情况下𝑇𝑇ℎ𝑖𝑖等于0,非理想情况下的取值与系统的随机干扰、输入输出干扰、参数漂移等有关。当满足:p LI−i t≥Th则判定为开关管𝑄𝑄1或者𝑄𝑄_𝐷𝐷断路。𝑃𝑃3阶段:此阶段开关管𝑄𝑄1正常情况下一直处于关断状态而𝑄𝑄_𝐷𝐷处于开通状态,所以此阶段根据电磁阀电流特征无法判断𝑄𝑄1或者𝑄𝑄_𝐷𝐷的断路故障,只能判断Q1或𝑄𝑄_𝐷𝐷的短路故障。当满足:L pi t−I≥(3-5)则判定为开关管𝑄𝑄1或𝑄𝑄_𝐷𝐷短路故障,但是由于𝑄𝑄_𝐷𝐷一直处于开通状态,故一定是𝑄𝑄1短路。𝑃𝑃4阶段:此阶段与𝑃𝑃2阶段类似,开关管𝑄𝑄2处于斩波状态使电磁阀电流保持在𝐼𝐼ℎ_min到𝐼𝐼ℎ_max范围内。在此阶段电磁阀电流若满足:L hi t−I≥Th则开关管𝑄𝑄2
发生短路故障。若电磁阀电流满足:h LI−i t≥Th则判定开关管管𝑄𝑄2或𝑄𝑄_𝐷𝐷发生断路故障。𝑃𝑃5阶段:此阶段与𝑃𝑃3阶段类似,开关管𝑄𝑄1、𝑄𝑄2和𝑄𝑄_𝐷𝐷正常情况下一直处于关断状态,所以此阶段根据电磁阀电流特征无法判断开关管𝑄𝑄1、𝑄𝑄2或𝑄𝑄_𝐷𝐷的断路故障,而如果其中任何一个开关管短路也不会破坏正常情况下的电磁阀电流波形,此阶段的开关管故障只能通过电压进行检测。



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            2基于故障电压的定位条件分析, 知道了故障发生的时间点或者阶段(故障检测)后,需要对故障发生的位置进行判定(故障定位)。本文结合故障发生的时间点与故障时候电磁阀两端的电压进行故障定位。也是分阶段进行讨论。𝑃𝑃1阶段:这些阶段作用的开关管为𝑄𝑄1和𝑄𝑄_𝐷𝐷,根据故障时候的电磁阀两端的电压可以定位故障开关管的位置。如果𝑉𝑉𝐴𝐴≠𝑈𝑈𝐻𝐻且𝑉𝑉𝐵𝐵≈ 0,则𝑄𝑄1故障;如果𝑉𝑉𝐴𝐴≈𝑈𝑈𝐻𝐻且𝑉𝑉𝐵𝐵≠ 0,则𝑄𝑄_𝐷𝐷故障。𝑄𝑄_𝐷𝐷表示第N路电磁阀的选择开关管。可以加入电路图。𝑃𝑃2阶段:这个阶段作用的开关管仍然是𝑄𝑄1和𝑄𝑄_𝐷𝐷,分为断路还是短路情况。断路情况,如果𝑉𝑉𝐵𝐵≈ 0则为𝑄𝑄1断路,如果𝑉𝑉𝐴𝐴≈𝑈𝑈𝐻𝐻则为𝑄𝑄_𝐷𝐷。当为短路情况时,则𝑄𝑄1短路而不是𝑄𝑄_𝐷𝐷,因为𝑄𝑄_𝐷𝐷一直为导通状态靠𝑄𝑄1的开通关断保持电流在滞环范围内。𝑃𝑃3阶段:这个阶段作用的开关管为𝑄𝑄1和𝑄𝑄_𝐷𝐷,只能诊断开关管的短路情况。而𝑄𝑄_𝐷𝐷一直为导通状态而𝑄𝑄1一直为关断的状态,如果𝑄𝑄1或者𝑄𝑄_𝐷𝐷断路并不会导致电磁阀电流异常,电磁阀电流要异常只能是𝑄𝑄1的短路,此时𝑉𝑉𝐴𝐴≈𝑈𝑈𝐻𝐻。𝑃𝑃4阶段:这个阶段作用的开关管为𝑄𝑄2,开关管𝑄𝑄2时开时关使电磁阀电流保持在滞环的范围内。当短路故障情况时,由于𝑄𝑄_𝐷𝐷一直处于开通状态,𝑄𝑄_𝐷𝐷故障不会影响什么电磁阀电流,此阶段的电磁阀电流并没有异样,所以电磁阀电流异常的故障开关管一定是𝑄𝑄1,此时𝑉𝑉𝐴𝐴≈𝑈𝑈𝐿𝐿;当断路故障情况时,可能为𝑄𝑄1或者𝑄𝑄_𝐷𝐷断路,当𝑉𝑉𝐴𝐴≠𝑈𝑈𝐿𝐿,𝑉𝑉𝐵𝐵≈ 0则𝑄𝑄1断路。当𝑉𝑉𝐴𝐴≈𝑈𝑈𝐿𝐿,𝑉𝑉𝐵𝐵≠ 0则𝑄𝑄_𝐷𝐷断路。𝑃𝑃5阶段:此阶段开关管𝑄𝑄1,𝑄𝑄2,𝑄𝑄_𝐷𝐷正常情况都处于关断状态,因为本文讨论的是单个开关管的故障,而在𝑃𝑃5阶段要发生短路故障必须两个开关管同时故障才行。因此,𝑃𝑃5阶段不能够诊断单个开关管的故障,即是说在𝑃𝑃5阶段如果只考虑单个开关管的故障并且只用电磁阀电流进行判断是无法进行故障诊断的。




           3故障诊断流程,  多路电磁阀控制系统故障检测和定位流程图。开始电流正常?开路低于下限VP=48/24否短路高于上限VP=48/24VN=0电磁阀开路选缸开路否选缸短路电磁阀短路电流极短时间内超上限,并触发保护电磁阀短路选缸短路是否初始化是上管开路选缸开路或电磁阀开路是是否上管短路是否结束电流超限故障检测和定位流程:(1)正常时候:根据滞环控制的思想,当电磁阀电流高于对应滞环上限就关断开关管从而实现电磁阀电流下降,当电磁阀电流低于对应滞环下限就开通开关管从而实现电磁阀电流上升,当电磁阀电流在相应的滞环范围内便保持开关管的开通或者关断状态。从而实现将电磁阀电流限制在相应滞环内。(2)故障检测:根据时间段进行故障检测,在𝑃𝑃1 −𝑃𝑃4阶段,利用电磁阀电流超过滞环范围就认为开关管故障;在𝑃𝑃5阶段,此时利用两端电磁阀电压进行故障。当满足公式(3-8)故障检测条件就进行故障计数,接着进行第二次故障检测,如果仍然满足故障检测条件则将标志𝐹𝐹𝑓𝑓𝑣𝑣𝑚𝑚𝑓𝑓=1,此时则认为故障发生。(3)故障定位:故障检测发生后立即进行故障检测,利用故障发生的时间点和故障时候电磁阀两端的电压进行故障的定位,当满足公式(3-9)的条件便可以判定故障发生的位置。




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