摘要
永磁无刷直流电机因其良好的驱动控制性能，宽阔的可调速范围，稳定的输出转矩等优点，在我们的日常工作生活中有着非常广泛的应用。方波驱动的BLDCM在一个电气周期内需要6个霍尔换相位置，即6个特定点的转子位置信息；而由正弦波驱动的PMSM在一个周期内则需要高精度的实时转子位置信息。因此，对于有位置传感器的永磁无刷直流电机驱动系统来说，常用的霍尔位置传感器功能的好坏与否，对于整个系统的性能至关重要。当在一些特殊环境下传感器功能失效时，针对故障传感器进行的在线诊断以及相应的补偿措施，对于实际工程有很大意义。 本文针对单双两种霍尔故障类型，分析了故障下传感器的输出信号特征，提出了基于霍尔跳边沿和霍尔状态序列的故障诊断方法；第一种方法依赖于检测非故障传感器双沿处另外两相霍尔输出值之差是否为“1”来做出判断，第二种方法则是通过列举全部18种单双霍尔故障时三个传感器的霍尔状态情况作为诊断序列来判断故障，但存在双霍尔故障下计算量较大和转向信息丢失的情况。建立了无刷直流电机的数学模型，归纳现有容错控制算法的优点。在经典外插算法基础之上，对一阶泰勒展开法提出了改进方案，加入了平滑校正的环节、并通过计算PWM周期内的角度增量来简化算法的计算量。 开发了无刷直流电机驱动的硬件系统，以TMS320F2812为主控芯片，搭建了容错控制实验平台，针对采取的改进型外插算法进行软件编程。设置低速空载、定载变速、定速变载三组实验，模拟单双霍尔故障来对故障诊断策略的响应速度以及容错算法的可靠性进行验证。分析得到的相电流、转子位置预估值等实验数据，最终得出所采用诊断方案具有高效性和准确性，容错算法性能稳定、良好，能满足不同条件下容错控制需求的结论。
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