集当前状态的系统参数，并与预设参数对比，直到系统参数满足预设参数的限制时，故障恢复计数器开始计数；步骤S50:当故障恢复计数器的计速达到预设值时，退出故障保护状态，并复位驱动器、恢复PWM输出、清零故障恢复计数器。
[0031]本发明通过的采集当前专题的系统参数，当采集的系统参数不满足预设参数的限制时，进入故障保护状态，并锁止驱动器、关闭PWM输出，从而实现驱动器的可靠保护，防止驱动器在故障状态下继续工作而损坏。并且在故障保护状态下继续采集相关系统参数，当相应的系统参数满足预设参数限制时，系统可以快速复位驱动器，并恢复PWM输出，从而满足系统工作要求，保障飞行器安全。
[0032]具体地，机电伺服系统保护与故障恢复控制方法主要分为三种保护状态，分别为系统电流过流保护、系统驱动电路保护、系统电流过流保护与驱动电路故障保护综合处理。
[0033]图3是系统电流过流保护与自动恢复流程图，当检测到三相交流相电流大于过流阈值时，进入过流故障保护状态，关闭PWM输出，使功率器件IGBT关断，从而使电流快速下降，进而使相电流快速恢复到较低值，保护功率器件不因过流和过热损坏。同时进入过流故障保护状态后，软件中实时监测相电流值，一旦相电流减小到过流恢复电流阈值以下，延迟3ms后退出过流故障保护状态，并打开PWM输出，重新进入系统的闭环控制工作状态，确保运载火箭不因电流保护而失去控制，即一方面在电流过大的情况下保护了系统硬件，不会造成系统损坏，同时又能在极短的时间内恢复工作状态，不因对电流的保护而影响整个运载火箭的推力矢量控制。
[0034]图4是系统驱动电路保护与自动恢复流程图，当检测到母线电流大于短路电流阈值，或母线电压低于欠压电压阈值时，进入驱动故障保护状态，锁止驱动电路输出并关闭PWM输出，保护功率器件不因短路故障和欠压故障损坏。进入驱动故障保护状态后，软件中实时监测母线电流和母线电压值，一旦其值减小到恢复阈值以下，同样延迟3ms后退出驱动故障保护状态，复位驱动电路并打开PWM输出，重新进入系统的闭环控制工作状态，使得系统不会因驱动电路出现临时性故障而影响整个运载火箭的推力矢量控制。
[0035]图5是系统电流过流保护与驱动电路故障保护综合处理与恢复流程图，当同时出现过流保护与驱动电路故障保护时，应首先判断驱动电路故障是否消除，一旦消除立即复位驱动电路，使其正常工作，但同时维持PWM关断状态；其次再判断过流状态是否消除，如果过流状态已消除，则打开PWM输出，进入闭环控制工作状态。即本发明即使出现电流过大与功率驱动电路出现故障同时发生的极端情况，利用该控制策略也可以对电流过流进行保护与恢复，对功率驱动电路出现的故障进行快速恢复，不会因为出现的故障而导致运载火箭飞行失败。
[0036]在上述三种保护状态中，延迟3ms通过故障恢复计数器实现，由于定时中断周期为0.1ms，故障恢复计数器计数30次即为3ms。
[0037]从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
[0038]根据本发明的机电伺服系统保护与故障恢复控制方法，提供一种满足运载火箭推力矢量控制用机电伺服系统在飞行过程中遇到电流过大或功率驱动电路出现暂时性故障等问题时的保护处理机制以及恢复正确状态的处理机制，该处理机制最终落实为软件控制方法，利用该控制方法，可以有效保证机电伺服系统在运载火箭飞行过程中不因出现电流过大而损坏，不因功率驱动电路受到干扰而出现短时故障而导致飞行失败。该方法实现了如下效果:
[0039]1、可以在不额外增加特殊硬件设备的条件下，通过软件控制机制完成上述故障保护与恢复的控制策略；
[0040]2、可以实现对伺服控制驱动器硬件电路的可靠保护。该控制方法可以及其可靠的确保对电流过流的保护，保证电流不会超过驱动器允许的门限，不会因过流损坏驱动器。同时在驱动器功率驱动电路出现故障时，会及时停止驱动器的工作，不会因为在故障情况下继续工作而损坏驱动器；
[0041]3、故障恢复迅速，可以保证运载火箭的飞行使用要求。无论是电流过流情况下的恢复时间还是功率驱动电路的恢复时间都为毫秒级，对推力矢量控制的性能无实质性影响；
[0042]4、可靠性高。该控制方法具有极高的控制可靠性，即便是在电流出现连续过流或驱动电路出现连续保护的情况下，甚至是在电流过流与功率驱动电路同时连续出现保护的情况下仍能保证系统正常恢复工作状态，保证运载火箭的飞行安全。
[0043]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种机电伺服系统保护与故障恢复控制方法，其特征在于，包括: 步骤SlO:采集当前状态的系统参数； 步骤S20:对比所述系统参数与预设参数； 步骤S30:当所述系统参数不满足所述预设参数的限制时，进入故障保护状态，并锁止驱动器、关闭PWM输出； 步骤S40:继续采集当前状态的系统参数，并与所述预设参数对比，直到所述系统参数满足所述预设参数的限制时，故障恢复计数器开始计数； 步骤S50:当所述故障恢复计数器的计速达到预设值时，退出所述故障保护状态，并复位所述驱动器、恢复所述PWM输出、清零所述故障恢复计数器。
2.根据权利要求1所述的机电伺服系统保护与故障恢复控制方法，其特征在于，所述方法还包括位于所述步骤S40和步骤S50之间的计数步骤: 所述计数步骤包括继续采集当前状态的系统参数，并与所述预设参数对比，当所述系统参数满足所述预设参数的限制时，故障恢复计数器的计数加一；当所述系统参数不满足所述预设参数的限制时，返回步骤S1。
3.根据权利要求2所述的机电伺服系统保护与故障恢复控制方法，其特征在于， 所述系统参数包括相电流，所述预设参数包括过流电流和过流恢复电流，所述故障保护状态包括过流故障保护状态，所述故障恢复计数器包括过流故障恢复计数器； 所述步骤S30包括:当所述相电流大于所述过流电流时，进入过流故障保护状态，并锁止驱动器、关闭PWM输出； 所述步骤S40包括:继续采集当前状态的相电流，并与所述过流恢复电流对比，直到所述相电流小于所述过流恢复电流时，所述过流故障恢复计数器开始计数。
4.根据权利要求2所述的机电伺服系统保护与故障恢复控制方法，其特征在于， 所述系统参数包括母线电流和母线电压，所述预设参数包括短路电流、欠压电压、短路恢复电流和欠压恢复电压；所述故障保护状态包括驱动故障保护状态，所述故障恢复计数器包括短路故障恢复计数器和欠压故障恢复计数器； 所述步骤S30包括:当所述母线电流大于所述短路电流或者所述母线电压小于所述欠压电压时，进入所述驱动故障保护状态，并锁止驱动器、关闭PWM输出； 所述步骤S40包括:继续采集当前状态的母线电流和母线电压，并将所述母线电流与所述短路恢复电流对比，直到所述母线电流小于所述短路恢复电流时，所述短路故障恢复计数器开始计数；或者将所述母线电压与所述欠压恢复电压对比，直到所述母线电压小于所述欠压恢复电压时，所述欠压故障恢复计数器开始计数。
【专利摘要】本发明提供了一种机电伺服系统保护与故障恢复控制方法，包括：步骤S10：采集当前状态的系统参数；步骤S20：对比系统参数与预设参数；步骤S30：当系统参数不满足预设参数的限制时，进入故障保护状态，并锁止驱动器、关闭PWM输出；步骤S40：继续采集当前状态的系统参数，并与预设参数对比，直到系统参数满足预设参数的限制时，故障恢复计数器开始计数；步骤S50：当故障恢复计数器的计速达到预设值时，退出故障保护状态，并复位驱动器、恢复PWM输出、清零故障恢复计数器。本发明中，当采集的系统参数不满足预设参数的限制时，能够实现驱动器的可靠保护，当相应的系统参数满足预设参数限制时，系统可以快速复位驱动器。
【IPC分类】G05B23-02
【公开号】CN104699078
【申请号】CN201510088924
【发明人】黄玉平, 史晨虹, 张中哲, 仲悦, 郑再平, 卢二宝, 于志远
【申请人】北京精密机电控制设备研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月27日