模拟解析器输出来测试电动机解析器系统的设备、系统和方法

专利名称：模拟解析器输出来测试电动机解析器系统的设备、系统和方法
模拟解析器输出来测试电动机解析器系统的设备、系统和方法 技术领域
本发明通常涉及电动机，并且特别涉及电模拟解析器输出来测试电动才几解析器系统的设备、系统和方法。
背景技术：
通常采用电动机解析器系统来精确检测和控制电动机转动轴 的位置。在操作期间，当电动机驱动轴时，电动才几还驱动用来检测速度 角度和轴位置的解析器。解析器的输出被送到随后控制电动机的电动机 控制器。当检测到解析器错误时，电动机控制器通知使用者错误信息(例 如视觉警告、声音警告等)。
然而，有这种时候，即电动机控制器故障并实际上在电动冲几 控制器没有正常工作的时候向使用者传递警告表示解析器没有正常地 工作。因此希望提供用于模拟解析器信号(故障信号和表示正常运行的 解析器的信号)的设备、系统和方法来在使用者收到错误信息时判断解 析器还是电动机控制器发生故障。而且，结合伴随的附图和背景技术， 根据本发明的详细说明和所附的权利要求，本发明的其它部件和特征是 明显的。发明内容
本发明的不同示例性实施例包括向电动机控制器提供冲莫拟信 号的设备，该类电动机控制器接收第一正弦波信号、第二正弦波信号、 第 一余弦波信号和第二余弦波信号，并产生正激励信号和负激励信号。 一个设备包括用于模拟第一正弦波信号和第二正弦波信号的可调节的 正弦波形产生器，该正弦波形产生器包括第一输入和第二输入。可调节 的余弦波形产生器模拟第 一余弦波信号和第二余弦波信号，该可调节的 余弦波包括第三输入和第四输入。可调节的波形产生器具有联接到第一 输入和第三输入的第一输出。此外，该设备还包括设置为接收正激励信 号和负激励信号的可调节的增益电路，并且还包括联接到第二输入和第 四输入的第二输出。
本发明的其它示例性实施例提供冲莫拟解析器输出来测试电动机解析器系统的方法。 一个方法包括将模拟至少 一个解析器故障状态的 第 一信号传递到电动机控制器来判断电动机控制器是否检测解析器故 障状态和/或响应于第一信号传递第一错误信息。如果电动机控制器未能 响应于第一信号传递第一错误信息，该电动机控制器发生故障。
不同的其它示例性实施例提供包括联接到解析器模拟器的电 动机控制器在内的系统。该电动机控制器被设置为接收第 一正弦波信 号、第二正弦波信号、第一余弦波信号和第二余弦波信号，并被设置为 输出正激励信号和负激励信号。类似于上述讨论到的设备来配置解析器 模拟器。


在下文中将结合伴随的图形来描述本发明，其中相同的数字表示相同的元件，并且
图l是现有技术中电动机-解析器系统的示意图2是用于模拟电动机-解析器系统中 一个或多个状态的装置的 一 个示例性实施例的示意图3是用于测试图1中电动机控制器的示例性系统的示意图；
图4是框图，表示用于电模拟图1中电动机-解析器系统的 一 个或多个状态的方法的一个示例性实施例；和
图5是框图，表示用于测试图1中电动机-解析器系统的 一 个方法的示例性实施例。
具体实施方式
图1是电动机-解析器系统100的示意图，该系统包括通过电动 机轴112联接到电动机110并联接到电动机控制器120的解析器105。解析 器105通过一对输入(例如负激励输入117和正激励输入115)、 一对正 弦波反馈输出(例如正弦波反馈输出135和正弦波反馈输出140)和一对 余弦波反馈输出(例如余弦波反馈输出145和余弦波反馈输出150 )联接 到电动机控制器120。该对输入和每一对输出包括联接到解析器105的线 圈(例如分别为线圈155、线圈160和线圏165)。
当发生故障时，电动机-解析器系统100可以显示出 一个或多个故障状态。 一个故障状态被称为"失跟"状态。这发生在电动机110电动 机轴过快地转动或过度地加速的时候，这两者都导致解析器105不能正 确地跟踪轴位置。
"退化信号"是存在于电动机-解析器系统100中的另 一个故障 状态。退化信号状态发生在正弦波和/或余弦波的峰间电压振幅大于预定 的阈值的时候。因为电动机-解析器系统100包括两个正弦波反馈输出和 两个余弦反馈输出，有多个可能的退化信号故障状态。
电动机-解析器系统100所经受的另一个故障状态是"信号丟 失"状态。信号丟失状态发生在正弦波和/或余弦波的峰间电压振幅小于 预定的阈值的时候。因为电动机-解析器系统100包括两个正弦波反馈输 出和两个余弦反馈输出，有多个可能的信号丟失故障状态。
"短路"状态是电动机-解析器系统100可能经受的另 一个故障 状态。由 一对正弦波反4贵输出和/或 一对余弦波反々赍输出信号输出的直流 偏压过高或者过低时，检测到短路状态。因为电动机-解析器系统100包 括一对正弦波反馈输出和一对余弦反馈输出，该输出可能是带有过高或 者过低的直流偏压的输出信号，有多个可能的短路故障状态。
当 一个或多个故障状态存在于电动机-解析器系统100时，电 动机控制器120被设置为检测故障状态并根据其向使用者传递警告。然 而，正如以上所讨论的，当电动机控制器120发生故障时，即使在电动 机110正常实现运行时电动机控制器120也可以传递错误信息(即，错误 的警告)。
本发明的下列描述在本质上仅仅是示例性并没有打算限制发 明、发明的应用和/或发明的使用。此外，没有意图通过存在于在前部分 或下列部分中的任何理论来约束。
图2是用于模拟电动机-解析器系统100中 一个或多个状态(故 障状态和正常状态)的装置200 (例如解析器模拟器)的一个示例性实 施例的示意图。装置200包括被设置为产生波(例如方波)的可调节的 波形产生器210,该波以每分钟转数(RPM)表示电动机的输出。而且， 由波形产生器210产生的信号频率可以调节为模拟电动机的"失跟"故障 状态(即，轴转动过快或过度加速)。波形产生器210的输出联接到正 弦波电3各220的 一 个输入和余弦波电路23 0的 一 个输入。
正弦波电路220被设置为模拟一双正弦波反馈输出(例如正弦波反馈输出135和140)。为了实现这个，正弦波电路220包括低通滤波 器2205,该低通滤波器具有联接到增益调节电路2210输入的输出。低通 滤波器2205和增益调节电路2210促使由波形产生器210产生的方波变成频率。' 。 、， r、 土 口
还包括在正弦波电路220中的是开关2215 (例如，单刀双掷 (SPDT)开关)来有选择地将增益调节电路2210的输出或基准电压240 (在下面论述)联接到信号乘法电路2225的一个输入。信号乘法电路 2225的另一个输入联接到增益电路250的输出(在下面论述)。 一旦收 到来自增益电路250和增益调节电路2210的信号或基准电压240,信号乘 法电路2225产生作为接受信号结果乘积的输出。也就是说，信号乘法电 路2225的输出是来自增益电路250的信号和来自增益调节电路2210的信 号的乘积，或者是来自增益电路250的信号和来自基准电压240的信号的 乘积。
信号乘法电路2225的输出联接到加法器2230的一个输入。加 法器2230的第二输入联接到可调节的直流补偿电路2235。加法器2230将 信号乘法器2225的输出与直流补偿电路2235的输出结合。
直流补偿电路2235被设置为可调节地(自动地和/或手动地) 增减由余弦波电路220产生的余弦波的直流偏压(例如通过电位计2237) 来模拟短路状态或者非短路状态。
加法器2230的输出联接到緩冲放大器2248的输入并联接到移 相电路2254的输入。緩沖放大器2248放大来源于加法器2230的信号，并 且緩沖放大器2248的输出联接到余弦波电路220的一个输出2240。
移相电路2254将来源于加法器2230的信号的相位相移180度。 移相电路2254的输出联接到緩冲放大器2258,并且緩冲放大器2258的输 出形成余弦波电路220的另一个输出2250,该输出相对于输出2240相位 错开180度。
余弦波电路230被设置为模拟一对余弦波反馈输出(例如余弦 波反馈输出145和150)。余弦波电路230包括联接到移相电路2307输入 的低通滤波器2305的输出。移相电路2307的输出联接到增益调节电路 2310的输入。低通滤波器2305、移相电路2307和增益调节电路2310促使 由波形产生器210产生的方波变成余弦波。也就是说，来自增益调节电路2310的信号输出相对于来自增益调节电路2210的信号输出相位错开 90度。
还包括在正弦波电3各230中的是开关2315 (例如，单刀双掷(在下面论述)联接到信号乘法电路2325的一个输入。信号乘法电路 2325的另一个输入联接到增益电路250的输出(在下面论述)。 一旦收 到来自增益电路250和增益调节电路2310或基准电压240的信号，信号乘 法电路2325产生作为接受信号乘积的输出。也就是说，信号乘法电路 2325的输出是来自增益电路250的信号和来自增益调节电路2310的信号 的乘积，或者是来自增益电路250的信号和来自基准电压240的信号的乘 积。
信号乘法电路2325的输出联接到加法器2330的一个输入。加 法器2330的第二输入联接到可调节的直流补偿电路2335。加法器2330将 信号乘法器2325的输出与直流补偿电路2335的输出结合。
直流补偿电路2335被设置为可调节地(自动地和/或手动地) 增减由余弦波电^各230产生的余弦波的直流偏压(例如通过电位计2337) 来模拟短路状态或者非短路状态。
加法器2330的输出联接到緩沖放大器2348的输入并联接到移 相电路2354的输入。緩冲放大器2348放大来源于加法器2330的信号，并 且緩沖放大器2348的输出联接到余弦波电路230的一个输出2340。
移相电路2354将来源于加法器2330的信号的相位相移180度。 移相电路2354的输出联接到緩冲放大器2358，并且緩冲放大器2358的输 出形成余弦波电路230的另一个输出2350,该输出相对于输出2340相位 错开180度。
正如以上所讨论的，装置200包括基准电压240,该电压分别 通过开关2215和2315有选择地联接到緩冲放大器2220输入(正弦波电路 220的另一个输入)和緩沖放大器2320输入(余弦波电路230的另一个输 入)。基准电压240促使模拟处于静止状态的电动机(即，以ORPM转动)。 由于基准电压240和波形产生器210,装置200能够才莫拟电动机速度，从0 RPM到大于电动机-解析器系统100的正常工作速度的速度。
装置200还包括增益电路250 ，该电路包括联接到乘法电路 2225的另一个输入和放大电路2325的另一个输入的输出。增益电路250的输出具有较高载波频率来调节(自动地和/或手动地)由正弦波电路220
产生的正弦波和由余弦波电路230产生的余弦波的电压振幅。也就是说， 增益电路250能够调节正弦波和/或余弦波的峰间电压振幅来it拟退化信 号故障状态和/或信号丟失故障状态，取决于峰间幅值是否大于阈电压振 幅或者小于阈电压振幅。而且，增益电路250能够操纵正弦波和/或余弦 波的峰间电压振幅来才莫拟"正确运行"信号。为了实现这个，增益电路250包括联接到如上所论述的乘法电 路2225和2325输入的緩冲放大器2510。緩冲放大器2510的输入联接到差 动放大器2520的输出。而且，差动放大器2520包括能够联接到或实际耳关 接到电动机控制器120的正激励输入2524和负激励输入2528 (见图3)。装置200还包括在测试电动机控制器(例如电动机控制器120 ) 之前用于自校准装置200的解析器解码器260。解析器解码器260被设置 为大体上类似于作为电动机控制器120 —部分而包括的解析器解码器 (未示出)。为了自校准装置200,波形产生器210、直流补偿电路2235、 直流补偿电路2335和增益电路250各自调节使得装置200没有产生一个 或多个故障状态。也就是说，装置200将表示正确运行的电动机-解析器 系统100的来自正弦波电路220和余弦波电路230的信号输出到解析器解 码器260。因为解析器解码器260与电动机控制器120中的解析器解码器 大体上类似，装置200还对于电动机控制器120正确校准。如图2所示，有选择地通过开关265 (例如SPDT开关)将正弦 波输出2240联接到解析器解码器260的输入或者联接到电动机控制器的 输入。类似地，有选择地通过开关270 (例如SPDT开关)将正弦波输出 2250 (已经相对于输出2240相移180度的输出)联接到解析器解码器260 的输入或者联接到电动机控制器的输入。有选择地通过开关275 (例如SPDT开关)将余弦波输出2340 联接到解析器解码器260的输入或者联接到电动机控制器的输入。而且， 有选^^奪地通过开关280 (例如SPDT开关)将余弦波输出2350 (已经相对 于输出2340相移180度的输出)联接到解析器解码器260的输入或者联接 到电动机控制器的输入。也就是说，当装置200正在自校准时，正弦波 输出2240、正弦波输出2250、余弦波输出2340和余弦波输出2350联4妻到 解析器解码器260的输入，并且当装置200正在测试电动机控制器时联接 到电动机控制器的输入。
另外，有选"^地通过开关285 (例如SPDT开关)将正激励输 入2524联接到解析器解码器260的输出或者联接到电动机控制器的输 出，而有选择地通过开关290 (例如SPDT开关)将负激励输入2528联接 到解析器解码器260的输出或者联接到电动机控制器的输出。也就是说， 当装置200正在自校准时，正激励输入2524和负激励输入2528联接到解 析器解码器260的输出，并且当装置200正在测试电动机控制器时联接到 电动机控制器的输出。在示例性的工作方式期间，装置200的不同输入可以手动地和 /或自动地调节来模拟上述的 一 个或多个故障状态或者正确的运行状态 以便判断电动机控制器是否正确运行。例如，由波形产生器210产生的 信号频率可以增加因此正弦波输出2240、正弦波输出2250、余弦波输出 2340和/或余弦波输出2350的输出模拟失跟故障状态。在另 一个实施例 中，正弦波输出2240和正弦波输出2250和/或余弦波输出2340和余弦波输 出2350的输出的直流偏压可以调节为过高或者过低来^t拟短路故障状 态。此外，由增益电路250产生的电压增益可以增减使得正弦波输出 2240、正弦波输出2250、余弦波输出2340和/或余弦波输出2350输出的峰 间电压振幅小于或者大于预定阈值来分别模拟信号丟失故障状态或者 退化信号故障状态。另外，输出可以包括才莫拟正确运行的电动机-解析器 系统的频率、直流偏压和峰间电压。因此，装置200能够才莫拟根据上述 电动才几_解析器系统100的故障状态以及正确运4亍的电动才几-解析器系统 100。图3是对于模拟解析器故障状态来测试电动机控制器120的系 统300的示例性实施例的示意图。如上所述，电动机控制器120被设置为 检测电动机-解析器系统100的一个或多个故障状态的出现并向使用者传 递显示故障状态存在的警告。此外，电动机控制器120包括与解析器解 码器260大体上相似地(见图2)配置的解析器解码器(未示出)，其能 使装置200基于解析器解码器260的校准来测试电动机控制器120。如图3所示，电动机控制器120至少临时联接到装置200来测试 电动机控制器120。也就是说，电动机控制器120联接到并接收来自正弦 波输出2240、正弦波输出2250、余弦波输出2340和余弦波输出2350的信 号。此外，电动机控制器120联接到并将输入信号传递到正激励输入2524 和负激励输入2528。
根据系统300的一个示例性运行方式(在自校准之后)，波形 产生器210 (见图2)、增益电路250、直流补偿电路2235 (见图2)和/ 或直流补偿电路2335 (见图2)调节为向电动机控制器120产生模拟上述 的一个或多个故障状态的输出信号。如果正确运行，电动机控制器120 将检测故障状态并传递表示故障状态存在的警告，但电动机控制器120 发生故障时不会检测故障状态并传递警告。类似地，装置200可以向电动机控制器120传递"正确的"信号 来判断电动机控制器120是否正确地向使用者传递警告。也就是说，模 拟的电动机转速、直流电偏移量和输出信号的振幅各自处于其相应的" 正常"范围内。在这种情况下，电动机控制器120不应当传递警告信号。 如果电动机控制器120传递警告信号，那么电动机控制器120发生故障。因此，系统300 (例如通过装置200)能够判断电动机控制器 120是否正确运行还是应该更换。此外，如果电动机控制器120正确运行 并传递警告，那么使用者可以判断电动机-解析器系统IOO的解析器侧发 生故障。图4是框图，表示用于产生至少一个输出信号的方法400的一 个示例性实施例，该输出信号具有模拟装置(例如装置200 )中电动机-解析器系统(例如电动机-解析器系统100)的至少一个故障状态的多个 特征(例如，振幅、直流偏压、频率等)。方法400从校准能自一交准的 装置200 (步骤405 )开始。在校准以后，有选择地调节多个输出中的一个或多个来才莫拟 故障状态(步骤410)。可以对可调节的波形产生器(例如波形产生器 210)进行调节来增加波的频率因此装置200的输出信号包括大于阈频率 的频率来^^莫拟失跟故障状态。可以对可调节的直流补偿电路(例如直流 补偿电路2235或者直流补偿电路2335 )进行调节来增加装置200输出信 号的直流偏压以大于阔直流偏压或者减少装置200输出信号的直流偏压 以小于阈直流偏压来^^莫拟短路故障状态。可以对增益电路(例如增益电 路250 )进行调节来使正弦波电路220和/或余弦波电路230的输出信号的 电压振幅增加以高于预定阈值来模拟退化信号故障状态。可以对增益电 路(例如增益电路250 )进行调节来使由正弦波电路220和/或余弦波电路 230产生的信号的电压振幅减少以低于预定阈值来模拟信号丟失故障状 态。 一旦故障状态被模拟，产生表示解析器的故障状态的输出信号(步骤420)。方法400还包括调节多个输出来才莫拟"正确运行"的解析器信 号(步骤430)并产生正确运行的输出信号(步骤440)。也就是说，正 确运行信号模拟预定转速范围内的电动机转速，包括位于用来模拟非短 路状态的预定范围(例如0到12伏)内的直流偏压和位于预定范围内的 正弦波和余弦波的峰间电压。此外，方法400包括基于^全测到故障状态 或正确信号来判断电动机控制器120是否正确运行，取决于输出信号是 否分别以步骤410或者步骤430的调节为基础。图5是框图，表示用于测试电动机-解析器系统100的 一 个方法 500的示例性实施例。方法500从调节解析器^t拟器(例如装置200)来 产生表示正确运行状态(即非故障工作状态)的^T莫拟解析器信号开始(步 骤505 )。模拟的正确运行的解析器信号应该包括处于一定范围内的电 压，该范围表示电动机既不经受退化信号故障状态也不经受信号丟失故 障状态。为了实现这个，调节增益电路250 (见图2)使得例如增益电路 250向每个乘法电路2225和2325 (见图2)的信号输出是这样的以致于解 析器模拟器200的每个正弦波信号和每个余弦波信号输出包括位于预定 范围内的电压。另外，才莫拟的正确运行的解析器信号应该包括位于一定范围 内的直流偏压，该范围表示电动机没有经受短路故障状态。为了实现这 个，调节直流补偿电路2235和2335 (见图2)使得例如加到加法器2230 和2330的信号(见图2)是这样的以致于解析器模拟器200的每个正弦波 信号和每个余弦波信号输出包括处于大约O伏向大约12伏的范围内的直 流偏压。因此才莫拟的正确运行的解析器信号没有模拟失跟故障状态， 模拟的正确运行的解析器信号应该包括表示电动机转速小于最大阈值 转速的频率。为了使这个发生，调节波形产生器210使得解析器模拟器 200的每个正弦波信号和每个佘弦波信号H出的频率处于预定范围内。在解析器模拟器200联接到解析器解码器(例如解析器解码器 1250 )之后，模拟的正确运行的解析器信号被送到解析器解码器1250(步 骤510)来判断电动机控制器120是否响应于模拟的正确运行解析器信号 来传递错误信息(即假错误信息)(步骤515)。
解析器模拟器200还被调节为产生模拟故障状态(即故障)的 信号(步骤520 )。模拟的故障状态信号被送到解析器解码器1250 (步 骤525 )来判断电动机控制器120是否响应于模拟的故障状态信号来检测 故障状态和/或传递错误信息(步骤530 )。—旦已经进4亍步骤505到530,可以判断解析器105和解冲斤器解 码器1250中哪个发生故障(步骤535 )。如果电动机控制器120根据正确 运行的解析器信号传递假错误信息或者响应于模拟的故障状态信号未 能检测该故障状态和/或传递错误信息，解析器解码器1250发生故障。如 果电动机控制器120未能响应于正确运行的解析器信号传递假错误信息 并且响应于模拟的故障状态信号来传递错误信息，解析器105发生故障。如果解析器解码器1250发生故障，解析器解码器1250正在经 受的故障种类可以判断(步骤540)。也就是说，解析器模拟器200可被 用来识别故障解析器解码器1250正在经受的故障是否与失跟故障状态、 信号丟失故障状态、退化故障状态和/或短路故障状态的检测有关。为了判断解析器解码器1250正在经受的故障是否与失跟故障 状态的检测有关，解析器模拟器200传递一个或多个模拟电动机速率的 信号。模拟信号的速率起初可以在模拟正确运行的解析器的范围内。然 后增加该速度(瞬时或者逐渐)来模拟大于最大阔值速度的速率以便判 断电动机控制器是否响应于大于最大阈值速度的模拟速度来传递错误 信息。如果电动机控制器120响应于大于最大阈值速度的模拟速度来传 递错误信息，解析器解码器1250没有经受与检测失跟故障状态有关的故 障。替换地，如果电动机控制器120未能响应于大于最大阈值速度的模 拟速度来传递错误信息，解析器解码器1250经受与检测失跟故障状态有 关的故障。为了判断解析器解码器1250正在经受的故障是否与退化信号 故障状态的检测有关，解析器模拟器200传递一个或多个模拟解析器峰 间电压振幅的信号。模拟信号的电压起初可以在模拟正确运行的电动机 的电压范围内。然后增加该电压(瞬时或者逐渐)来^^拟大于最大阈电 压的峰间电压以便判断电动机控制器是否响应于大于最大阈电压的才莫 拟电压来传递错误信息。如果电动机控制器120响应于大于最大阈电压 的模拟电压来传递错误信息，解析器解码器1250没有经受与检测到退化 信号故障状态有关的故障。替换地，如果电动机控制器120未能响应于大于最大阈电压的模拟电压来传递错误信息，解析器解码器1250经受与 检测到退化信号故障状态有关的故障。为了判断解析器解码器1250正在经受的故障是否与信号丢失 故障状态的检测有关，解析器模拟器200传递一个或多个模拟解析器峰 间电压振幅的信号。模拟信号的电压起初可以在模拟正确运行的解析器 的电压范围内。然后减少该电压(瞬时或者逐渐)来才莫拟小于最小阈电 压的峰间电压以便判断电动机控制器是否响应于小于最小阈电压的模 拟电压来传递错误信息。如果电动机控制器120响应于小于最小阈电压 的模拟电压来传递错误信息，解析器解码器1250没有经受与检测到信号 丟失故障状态有关的故障。替换地，如果电动机控制器120未能根据小 于最小阈电压的模拟电压来传递错误信息，解析器解码器1250经受与检 测到信号丟失故障状态有关的故障。为了判断解析器解码器1250正在经受的故障是否与短路故障 状态的检测有关，解析器模拟器200传递一个或多个模拟解析器直流偏 压的信号。模拟信号的直流偏压起初可以在模拟正确运行的解析器的直 流偏压范围内(例如0-12伏)。然后增加(瞬时或者逐渐)和/或减少(瞬 时或者逐渐)直流偏压来分别才莫拟大于最大阈直流偏压的直流偏压或低 于最小阈直流偏压的直流偏压，以便判断电动机控制器是否传递错误信 息。如果电动机控制器120响应于大于最大阈直流偏压和/或(取决于是 否测试最大和最小直流偏压阈值中的 一个或两个)小于最小阈直流偏压 的模拟直流偏压来传递错误信息，解析器解码器1250没有经受与检测短 路故障状态有关的故障。替换地，如果电动机控制器120未能根据大于 最大阈直流偏压和/或(取决于是否测试最大和最小直流偏压阈值中的一 个或两个)小于最小阈直流偏压的模拟直流偏压来传递错误信息，解析 器解码器12 5 0经受与检测短路故障状态有关的故障。在判断故障类型之后，故障的幅度可以量化(步骤545 )。可 以通过判断阈值电动机转速(对于失跟故障状态)、阈值峰间电压(对 于丟失信号故障状态或退化信号状态)或直流偏压阈值(对于短路故障 状态)来量化故障的幅度。该阈值电动机转速是电动机控制器120响应于来自解析器一莫 拟器200的信号传递错误信息的电动机转速。为了在失跟故障状态存在 时判断该阈值电动机转速，可以调节(逐渐或瞬时)波形产生器210(见图2 )使得解析器模拟器200输出模拟变化的电动机转速的信号直到电动
机控制器120传递错误信号。模拟的电动机转速可以起始于表示正确运
行的解析器信号的速度或表示失跟故障状态的速度。然后将阈值电动机
转速与电动机控制器120应当传递错误信息的电动机转速相比以便量化
失跟故障状态。该阈值峰间电压是电动机控制器120响应于来自解析器模拟 器200的信号传递错误信息的电压。为了在退化信号故障状态存在时判 断该阈值峰间电压，可以调节(逐渐或瞬时)增益电路250使得解析器 模拟器200输出模拟变化的峰间电压的信号直到电动机控制器120传递 错误信号。模拟的峰间电压可以起始于表示正确运行的解析器信号的电 压或表示退化信号故障状态的电压。然后将阈电压与电动机控制器120 应当传递错误信息的电压相比以便量化退化信号故障状态。类似地，可 以调节(逐渐或瞬时)增益电路250使得在信号丟失故障状态存在时解 析器模拟器200输出模拟变化的峰间电压的信号来判断阈值峰间电压。阈值直流偏压是电动机控制器120响应于来自解析器模拟器 200的信号传递错误信息的直流偏压。为了在短路故障状态存在时判断 该阈值直流偏压，可以调节(逐渐或瞬时)直流补偿电路2235和/或直流 补偿电路2335使得解析器模拟器200输出模拟变化的直流偏压信号直到 电动机控制器120传递错误信号。模拟的直流偏压可以起始于表示正确 运行的解析器信号的直流偏压或表示短路故障状态的直流偏压。然后将 阈值直流偏压与电动机控制器120应当传递错误信息的直流偏压相比以 便量化短路故障状态。虽然在上已经根据模拟域描述了本发明，不同的实施例还可 以预计在数字域进行调节和/或计算和在送到电动机控制器之前将数字 信号转换为模拟信号(例如通过数字信号处理器(DSP)集成电路)。 也就是说，在送到电动机控制器之前可以利用计算装置来产生数字信 号，该数字信号具有表示送到D/A转换器的解析器失跟故障状态、退化 信号故障状态、信号丟失故障状态和/或短路故障状态的特征。因此，正 弦波电路220和/或佘弦波电i 各230和耳关接到 一个或多个D/A转换器的可 调节的数字计算装置具有与输出2240、输出2250、输出2340和/或输出 2350相当的输出。虽然在本发明的上述详细说明中已经存在至少 一个示例性实施例，应当理解存在大量的变化。-还应该理解示例性实施例仅仅是示例， 并没有打算以任何方式限制发明的范围、应用性或结构。更确切地，上
便的路线图,、很清楚，^在不脱离如所附'权利要求及其法律等:物所阐述 的发明范围的情况下，可对示例性实施例中描述的元件功能和布置进行 不同的改变。
权利要求
1. 一种用于向电动机控制器提供模拟信号的设备，该电动机控制器为接收第一正弦波信号、第二正弦波信号、第一余弦波信号和第二余弦波信号，并产生正激励信号和负激励信号的类型，该设备包括可调节的正弦波形产生器，用于模拟第一正弦波信号和第二正弦波信号，并且包括第一和第二输入；可调节的余弦波形产生器，用于模拟第一余弦波信号和第二余弦波信号，并且包括第三和第四输入；可调节的波形产生器，包括联接到第一输入和第三输入的第一输出；和可调节的增益电路，被设置为接收正激励信号和负激励信号，并且包括联接到第二输入和第四输入的第二输出。
2. 如权利要求l所述的设备，其特征在于该波形产生器;f皮设置为改 变笫 一输出的频率来模拟失跟故障状态。
3. 如权利要求l所述的设备，其特征在于该增益电路被设置为改变 第二输出的电压来产生大于预定阈电压的峰间电压振幅以4莫拟退化信 号故障状态。
4. 如权利要求l所述的设备，其特征在于该增益电路被设置为改变 第二输出的电压来产生小于预定阈电压的峰间电压振幅以模拟信号丟失故障状态。
5. 如权利要求l所述的设备，进一步包括位于该正弦波形产生器中 的可调节的直流补偿电路来调节第 一正弦波信号和第二正弦波信号中 的一个的直流偏压。
6. 如权利要求5所述的设备，其特征在于该直流补偿电路被设置为 将该直流偏压调节为高于预定直流偏压阈值来模拟短路故障状态。
7. 如权利要求5所述的设备，其特征在于该直流补偿电鴻4皮i殳置为 将该直流偏压调节为低于预定直流偏压阈值来沖莫拟短路故障状态。
8. 如权利要求l所述的设备，进一步包括位于该余弦波形产生器中 的可调节的直流补偿电路来调节第 一余弦波信号和第二余弦波信号中 的一个的直流偏压。
9. 如权利要求8所述的设备，其特征在于该直流补偿电赠4皮设置为 将该直流偏压调节为高于预定直流偏压阈值来^t拟短路故障状态。
10.如权利要求8所述的设备，其特征在于该直流补偿电路被设置为 将该直流偏压调节为低于预定直流偏压阈值来模拟短路故障状态。
11 .如权利要求l所述的装置，其特征在于该正弦波形产生器包括第一低通滤波器，联接到第一输出，该第一低通滤波器被设置为将 第 一输出转换为第三正弦波信号；第一乘法器，联接到第一低通滤波器和第二输出，该第一乘法器被 设置为将第三正弦波信号乘以第二输出来产生第四正弦波信号；可调节的第一直流补偿电路，包括第三输出；第一加法器，联接到第一乘法器和第三输出，该第一加法器被设置 为结合第四正弦波信号和第三输出来产生具有第一相位的第一正弦波 信号；和第一移相器，联接到第一加法器，该第一移相器被设置为移动第一 相位来产生第二正弦波信号。
12. 如权利要求11所述的装置，其特征在于余弦波形产生器包括 第二低通滤波器，联接到第一输出，该第二低通滤波器被设置为将第 一输出转换为具有第二相位的第五正弦波信号；第二移相器，联接到第二低通滤波器，该第二移相器被设置为移动 第五正弦波信号的第二相位来产生第三余弦波信号；第二乘法器，联接到第二移相器和第二输出，该第二乘法器被设置 为将第三余弦波信号乘以第二输出来产生第四余弦波信号；可调节的第二直流补偿电路，包括第四输出；第二加法器，联接到第二乘法器和第四输出，该第二加法器被设置 结合第四余弦波信号和第四输出来产生具有第三相位的第 一 余弦波信 号；和第三移相器，联接到第二加法器，该第三移相器一皮设置为移动第一 余弦波信号的第三相位来产生第二余弦波信号。
13. 如权利要求l所述的设备，进一步包括联接到正弦波形产生器和 余弦波形产生器的基准电路，该基准电路被设置为提供表示电动机处于 静止状态的第三输出。
14. 如权利要求1所述的装置，进一步包括解析器解码器，有选择地联接到正弦波形产生器、余弦波形产生器 和增益电路，其中该解析器解码器被设置为校准正弦波形产生器、余弦波形产生器和增益电路中的每一个。
15. —种用于测试包括解析器的电动机-解析器系统的方法，该方法包括如下步骤将模拟解析器故障状态的第 一信号传递到电动机控制器；判断电动机控制器是否响应于该第 一信号检测解析器故障状态中的一个并传递第一错误信息；和如果电动机控制器未能响应于第一信号传递第一错误信息，判断电动机控制器包括故障。
16. 如权利要求15所述的方法，其中该电动机控制器包括该故障，该 方法进一 步包括判断造成故障的故障状态类型的步骤。
17. 如权利要求16所述的方法，进一步包括量化故障状态幅度的步骤。
18. 如权利要求15所述的方法，进一步包括如下步骤 将模拟电动机正确运行状态的第二信号传递到电动机控制器；判断该电动机控制器是否响应于第二信号传递第二错误信息；和 如果该电动机控制器响应于第二信号传递第二错误信息，判断该电 动机控制器发生故障。
19. 如权利要求18所述的方法，进一步包括如下步骤，如果该电动机 控制器响应于第一信号传递第一错误信息而未能响应于第二信号传递 第二错误信息，则判断该电动机发生故障。
20. —种系统，包括电动机控制器，被构造为接收第一正弦波信号、第二正弦波信号、 第 一余弦波信号和第二余弦波信号，并被构造为输出正激励信号和负激 励信号；和解析器模拟器，联接到该电动机控制器，该解析器模拟器包括可调节的波形产生器，被设置为产生第一输出，可调节的增益电路，被设置为接收正激励信号和负激励信号，并且 被设置为产生第二输出，可调节的正弦波形产生器，联接到电动机控制器，该正弦波形产生 器被设置为接收第 一输出和第二输出，并且被设置为提供沖莫拟第 一正弦 波信号的第 一正弦波输出和提供模拟第二正弦波信号的第二正弦波输 出给电动机控制器，和可调节的余弦波形产生器，联接到电动机控制器，该余弦波形产生 器被设置为接收第一输出和第二输出，并且被设置为提供^t拟第一佘弦 波信号的第 一余弦波输出和提供模拟笫二余弦波信号的第二余弦波输 出给电动机控制器。
全文摘要
提供模拟解析器输出的设备、系统和方法。一个设备包括用于模拟第一和第二正弦波信号的可调节的正弦波形产生器和用于模拟第一和第二余弦波信号的可调节的余弦波形产生器。该设备还包括联接到正弦波形产生器和余弦波形产生器的可调节的波形产生器和可调节的增益电路。该系统包括模拟联接到电动机控制器的解析器的装置。该装置包括联接到可调节的波形产生器和可调节的增益电路的可调节的正弦波形产生器和可调节的余弦波形产生器。一个方法包括将模拟至少一个解析器故障状态的信号传递到电动机控制器来判断电动机控制器是否检测故障状态。如果电动机控制器未能检测故障状态和/或传递错误信息，该电动机控制器发生故障。
文档编号G01P3/42GK101303603SQ20081009912
公开日2008年11月12日 申请日期2008年5月9日 优先权日2007年5月11日
发明者D·T·付, S·E·舒尔茨, W·D·王 申请人:通用汽车环球科技运作公司