[發(fā)明專利]一種穩(wěn)定平臺故障保護系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010165248.9
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111338320B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 李超;張慧;周禹;胥青青;劉召慶;張魁甲;陶忠;安學智;宋慧娟;孔龍陽;盧恒;魚奮岐
• 申請（專利權）人: 西安應用光學研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

1.一種穩(wěn)定平臺故障保護系統(tǒng)，其特征在于，包括：故障檢測模塊、冗余信號生成模塊、控制系統(tǒng)和控制回路，控制回路包括位置回路控制算法模塊和速度回路控制算法模塊，控制系統(tǒng)通過速度傳感器采集轉塔運動角速度ω₁，通過位置傳感采集轉塔角位置信號θ₁，再通過連接位置傳感器的冗余信號生成模塊產生冗余的角速度信號ω₂，將真實的角速度信號ω₁、冗余角速度信號ω₂和速度命令ω_cmd輸入故障檢測模塊，故障檢測模塊實時判斷速度控制回路的工作狀態(tài)，當判斷真實的角速度傳感器信號ω₁故障后，采用冗余角速度信號ω₂作為速度反饋；系統(tǒng)上電后，故障檢測模塊默認ω＝ω₁，開展系統(tǒng)閉環(huán)工作；

冗余角速度信號ω2的計算過程為：

第一步，故障檢測模塊采集位置傳感器發(fā)出的轉塔角位置信號θ₁；

第二步，冗余信號生成模塊采用如下的傳遞函數(shù)，利用轉塔角位置信號θ₁，生成冗余的角速度信號；

式中，s為拉普拉斯變換中的復變量，w_lp¹為低通濾波器的截止頻率。

2.一種穩(wěn)定平臺故障保護方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，采集位置回路控制算法輸出的速度命令ω_cmd、轉塔運動角速度ω₁、冗余角速度信號ω₂和速度傳感器自檢結果R_b；

第二步，對速度命令ω_cmd進行低通濾波，生成新的速度命令ω_cmd1：

式中，w_lp3為低通濾波器的截止頻率；

第三步，將新的速度命令ω_cmd1和轉塔運動角速度ω₁置入深度為M的先入先出隊列和/求取速度命令與轉塔運動角速度的誤差均值ω_err：

M為進行速度環(huán)狀態(tài)判斷所采集的數(shù)據(jù)個數(shù)；

第四步，判斷誤差均值ω_err是否小于速度環(huán)誤差閾值ψ，如果是，則速度環(huán)正常，轉第七步，系統(tǒng)按照正常工作流程執(zhí)行；否則，表明速度環(huán)工作狀態(tài)為故障，轉第五步；

第五步，故障檢測模塊判斷速度傳感器周期性自檢結果R_b是否為1，如果為1，則速度傳感器正常，轉第七步，否則表示速度傳感器故障，轉第六步；

第六步，將故障傳感器的信號斷開，將冗余角速度信號ω₂幅值給ω，作為轉塔運動角速度，用于速度回路閉環(huán)，ω＝ω₂；

第七步，工作正常，將轉塔運動角速度ω₁幅值給ω，用于速度回路閉環(huán)，ω＝ω₁；

所述第一步中，冗余角速度信號ω₂的計算過程為：

第一步，故障檢測模塊采集位置傳感器發(fā)出的轉塔角位置信號θ₁；

第二步，冗余信號生成模塊采用如下的傳遞函數(shù)，利用轉塔角位置信號θ₁，生成冗余的角速度信號；

式中，s為拉普拉斯變換中的復變量，w_lp1為低通濾波器的截止頻率。

3.根據(jù)權利要求2所述的穩(wěn)定平臺故障保護方法，其特征在于，所述第二步中，低通濾波時，低通濾波器的截止頻率選為速度環(huán)路帶寬的3-4倍。

4.根據(jù)權利要求2所述的穩(wěn)定平臺故障保護方法，其特征在于，所述第四步中，誤差閾值選擇為系統(tǒng)最大速度的1％。