http://www.shundediaolanchechuzu.com/ 鹤山云梯车出租,清远云梯车出租, 鼎湖云梯车出租      云梯车液压多路电磁阀控制系统的容错控制方法?
来源: admin   发布时间: 2020-08-29   454 次浏览   大小:  16px  14px  12px
鹤山云梯车出租,清远云梯车出租, 鼎湖云梯车出租


           鹤山云梯车出租,清远云梯车出租, 鼎湖云梯车出租      云梯车液压多路电磁阀控制系统的容错控制方法?      已经分别介绍了单体电磁阀和多路控制系统的驱动开关管的故障检测和故障定位,进行了仔细的理论分析并通过实验验证了理论的正确性,前面只是实现了故障诊断,即确定了故障发生的时间和位置。对于一个完整的故障诊断过程往往不够,还一个重要的过程需要去完成:故障的隔离和冗余。将讨论多路电磁阀控制系统驱动的容错控制。



         多路电磁阀控制系统的容错控制原理,为了提高多路电磁阀控制系统的安全性和稳定性,在电磁阀控制系统出现故障后需要对多路电磁阀控制系统进行容错控制。故障容错控制可以分成被动容错控制和主动容错控制。被动容错控制的特点是不会改变系统前后的结构和控制器,控制简单,但是对故障的适应性较差,往往不能满足系统要求。主动容错控制能够在故障发生后控制器参数甚至还能改变系统的结构能够对故障进行主动处理,比被动容错控制的容错能力强很多,因此得到广泛的应用。



       执行器检测设备参考模型检测, 仪表故障诊断故障决策降级运行系统重构故障补偿故障切换故障修复输入输出容错控制的工作过程:在工作过程中故障检测模块一直在检测故障是否发生,一旦检测到故障发生(即𝐹𝐹𝑓𝑓𝑣𝑣𝑚𝑚𝑓𝑓=1)系统便进行故障隔离和切换重构,利用系统余下正常的部分进行工作提高系统的可靠性和安全性。



          基于N+1冗余和N+N冗余的容错控制比对分析前提:(1)电磁阀控制系统的路数大于1。(2)只有一个电磁阀驱动开关管故障,即使说只有一路电磁阀控制系统故障。N+1冗余方案:冗余一路电磁阀的驱动系统,优点是冗余硬件资源需求量小,不需要每一路电磁阀都进行驱动冗余。缺点是只能在1路电磁阀驱动发生故障时有效,对于多于1路的故障便没有办法实现故障的隔离和切换。故障后的程序控制较复杂。冗余方案:此方案实现的是电磁阀控制系统中驱动的全部冗余,无论发生的是单路故障还是多路故障都整个驱动隔离切换。控制思想比较简单。N+1方案所用开关管和N+N方案的差值=(3N+3)-(2N+4)=N-1>0.即是说,N+1方案所用开关管数多于N+N方案。N+1方案所用隔离切换模块和N+N方案的差值=4N-6>0.即是说,N+1方案所用隔离切换模块数多于N+N方案。比较以上两种方案,N+N方案无论是从开关管还是隔离切换模块都要比N+1方案更加节约硬件成本,并且N+N的隔离切换思想更加简单,所以选用N+N方案。




        鹤山云梯车出租,清远云梯车出租, 鼎湖云梯车出租  http://www.shundediaolanchechuzu.com/
 




            基于N+N冗余的容错控制分析, 利用硬件上的冗余,有N路电磁阀驱动系统,便增加N路冗余的电磁阀驱动系统。通过软件控制实现电磁阀控制系统重构。本文多路电磁阀控制系统的容错控制系统包括如下模块:电源模块、电流检测模块、A/D转换模块、控制器、开关管驱动模块、电磁阀驱动模块、隔离/切换模块和N个电磁阀。电源模块用于为电磁阀工作供电;电流检测模块用于检测电磁阀电流;A/D转换模块用于将模拟量转化为数字量送给控制器;控制器用于实时对电流信号做出决策;开关管驱动模块用于驱动开关管;电磁阀驱动系统用于驱动电磁阀工作;隔离/切换模块用于实现故障隔离和正常侧故障后向冗余侧的切换;当电磁阀驱动正常侧故障使得多路电磁阀不满足某种电流要求时系统将自动隔离故障侧并瞬时切换到冗余侧实现多路电磁阀继续正常工作从而保证了系统的安全可靠运行。




            为了提高隔离切换模块的稳定性,隔离切换模块必须具有如下两个特点:1)具有普通隔离切换模块的功能,能够在电磁阀电流异常时候进行故障隔离和切换。2)单个开关管的电流应力要减小。3)尽量减小单个开关管故障造成整个模块失效。基于以上特点选择的结构:对于两对并联开关管的并联结构,有如下的原因,开关管并联的原因是为了降低每个开关管的电流应力,减小开关管的故障率。并联开关管的串联是为了降低一个开关管故障造成整个模块功能失效的概率。对于此模块的正常的过电流保护功能是在此模块上串联了一个保险丝。对于隔离切换模块的隔离切换功能是通过控制器的控制信号进行控制。正常侧的隔离切换模块1的驱动信号为:11001flagIflagFSF===(4-1)即是说,当正常时候(𝐹𝐹𝑓𝑓𝑣𝑣𝑚𝑚𝑓𝑓= 0)隔离切换模块1的处于非隔离状态,将电源接入到正常侧进行正常时候的工作,当发生故障(𝐹𝐹𝑓𝑓𝑣𝑣𝑚𝑚𝑓𝑓= 1)时,隔离切换模块1的处于隔离状态,将电源与电磁阀切断以实现故障隔离的作用。故障侧的隔离切换模块2的驱动信号为:20011flagIlagFS SF−== ==(4-2)即是说,与隔离切换模块1正好相反,当正常时候(𝐹𝐹𝑓𝑓𝑣𝑣𝑚𝑚𝑓𝑓= 0)隔离切换模块2的处于隔离状态,将电源与电磁阀切断以实现正常侧与冗余侧的隔离作用;当发生故障(𝐹𝐹𝑓𝑓𝑣𝑣𝑚𝑚𝑓𝑓= 1)时,将电源切换到冗余侧,以保证电磁阀的继续正常工作。




             基于N+N冗余的容错控制实现, 基于N+N冗余的容错控制的思想,对于N+N冗余的容错控制分成两种情况进行讨论—正常情况和故障情况。正常情况:正常侧和冗余侧的隔离切换模块按照公式(4-1)、(4-2)的控制信号工作,根据滞环控制思想将电磁阀电流控制为期望的波形。故障情况:开关管故障发生后,对于开关管故障发生后主要关注的问题是电磁阀故障驱动系统的隔离和电磁阀故障驱动系统切换到冗余侧继续工作。对于电磁阀故障驱动系统的隔离,只需要控制器给正常侧的隔离/切换模块一个隔离使能信号(电磁阀正常情况下,正常侧的隔离/切换模块处于非隔离状态以保证正常侧的工作)。对于电磁阀故障驱动系统切换到冗余侧继续工作,只需要控制器给冗余侧的隔离/切换模块一个隔离失能信号(电磁阀正常情况下,冗余侧的隔离/切换模块处于隔离状态以保障正常侧工作而冗余侧不工作)。对于隔离与切换的顺序为:先隔离后切换。首先系统进行相应的初始化,然后根据电磁阀的电流波形基于多路电磁阀电流的滞环控制思想实现电磁阀控制系统的正常工作,与此同时,不断对电磁阀的电流进行检测并判断是否电磁阀控制系统的驱动开关管发生故障。一旦发生故障则将系统中的隔离切换模块的状态进行翻转,实现故障的隔离以及切换到冗余侧保证系统的继续正常运行。开始电流正常?开路低于下限否短路高于上限初始化是启动隔离电路模块,并切换电路板结束电流超限。




             鹤山云梯车出租,清远云梯车出租, 鼎湖云梯车出租