[發(fā)明專利]一種雙余度流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)及其余度切換方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111017015.5
• 申請(qǐng)日: 2021-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113759694A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙亞妮;王科平;田曉潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G05B9/03
• 分類號(hào): G05B9/03;G05D7/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 白文佳

本發(fā)明公開(kāi)了一種雙余度流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)及其余度切換方法，屬于伺服控制技術(shù)領(lǐng)域。包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的控制單元，還包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，設(shè)計(jì)了兩路控制單元，信號(hào)采集模塊用于采集流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位置、電流和電壓信號(hào)，然后對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后進(jìn)行故障檢測(cè)，將故障檢測(cè)后的數(shù)據(jù)傳輸至驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元對(duì)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明提出的雙余度流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，可由總線控制單元指定工作通道；具有指令切機(jī)功能；具有故障情況主、備通道自主切換功能；采用局部冗余設(shè)計(jì)，使流量控制器的可靠性比之前的單余度流量控制器提升了40％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于伺服控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙余度流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)及其余度切換方法。

背景技術(shù)

流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制器是發(fā)動(dòng)機(jī)流量調(diào)節(jié)的重要組成部分，其可靠性直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性。

現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制器內(nèi)部硬件電路沒(méi)有采用冗余設(shè)計(jì)，電源、控制、換向、隔離、功率驅(qū)動(dòng)、通訊、信號(hào)采集等電路均為單余度設(shè)計(jì)，因此只要控制器內(nèi)部任何一個(gè)電路失效，都會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障，就會(huì)引起流量控制器功能失效，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作異常。

即現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制器沒(méi)有采取冗余設(shè)計(jì)措施，存在工作可靠性低的問(wèn)題，已不滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)流量控制器的高可靠性要求。因此，亟需發(fā)展一種新的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)動(dòng)機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制器沒(méi)有采取冗余設(shè)計(jì)措施導(dǎo)致工作可靠性低的缺點(diǎn)，提供一種雙余度流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制器及其余度切換方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種雙余度流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，包括第一控制單元、第二控制單元和驅(qū)動(dòng)單元，第一控制單元和第二控制單元的結(jié)構(gòu)相同；

第一控制單元包括信號(hào)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、故障檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)；

信號(hào)采集模塊用于采集流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位置、電流和電壓信號(hào)；

數(shù)據(jù)處理模塊用于識(shí)別流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的電機(jī)HALL信號(hào)邏輯電平；

故障檢測(cè)模塊分別與信號(hào)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊相交互，基于流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位置、電流、電壓信號(hào)和電機(jī)HALL信號(hào)邏輯電平進(jìn)行故障檢測(cè)，并基于故障檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行電機(jī)換向；

數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)與故障檢測(cè)模塊相交互，基于故障檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行第一控制單元、第二控制單元中通道的開(kāi)關(guān)和數(shù)據(jù)的傳輸；

驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元與數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)相交互，當(dāng)通道打開(kāi)時(shí)，接收數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為功率信號(hào)，將功率信號(hào)傳輸至流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

第一控制單元和第二控制單元相互獨(dú)立，僅第一控制單元的故障檢測(cè)模塊和第二控制單元的故障檢測(cè)模塊相交互，用于當(dāng)其中一個(gè)控制單元的故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到故障時(shí)，將檢測(cè)到的故障信號(hào)傳輸至另一個(gè)控制單元中的故障檢測(cè)模塊。

優(yōu)選地，雙余度流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)還包括兩個(gè)供電單元，兩個(gè)供電單元具有相同的結(jié)構(gòu)；

每個(gè)供電單元均包括依次電連接的浪涌抑制模塊、DC/DC電路和線性電源模塊。

優(yōu)選地，供電單元包括四個(gè)二次電源，分別為+5V二次電源、+12V二次電源、+15V二次電源和+11V二次電源；

其中，+5V二次電源、+12V二次電源和+15V二次電源并聯(lián)后輸出至數(shù)據(jù)處理單元；

+11V二次電源設(shè)有2路，分別輸出至流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的雙余度位置傳感器；

+5V二次電源、+12V二次電源和+15V二次電源分別由5V電源模塊、12V電源模塊、和15V電源模塊產(chǎn)生；