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申请/专利权人：陕西航空电气有限责任公司

摘要：本发明提出一种EHA用电动机控制系统及多余度控制方法，根据液压执行机构在一个运行工作周期内，所需转速电动机运行特性以及运行方向，模拟目标转速指令作为后备目标转速指令，模拟电动机旋转方向指令作为后备电动机旋转方向指令；当电动机控制系统检测到通讯发生异常时，选择执行模拟目标转速指令及模拟电动机旋转方向指令，从而提高了控制的精确性，使EHA系统继续运转，直到通讯指令恢复正常或该运行工作周期结束；而且，电动机控制系统采用双DSP和FPGA互为备份的多余度控制方式，进一步提高飞机运行的稳定性与可靠性，满足EHA系统可靠性高、重量轻、体积小、动态响应高等性能要求，在航空、航天领域的应用具有重要意义。

主权项：1.一种EHA用电动机控制系统的多余度控制方法，其特征在于，在地面维护状态时，当主DSP接收到通讯指令后，从NVSRAM中读取EHA系统当前运行状态标志、该状态运行时间、当前模拟目标转速与模拟电动机旋转方向，与通信总线提供的目标转速指令、电动机旋转方向指令进行比较，若不一致，则对NVSRAM中信息进行修正与更新；在正常工作状态下，主DSP第一次收到通讯指令时，主DSP从NVSRAM中读取EHA系统当前运行状态标志、该状态运行时间、当前模拟目标转速指令与模拟电动机旋转方向指令，将其提供至FPGA，再由FPGA提供至从DSP；在正常工作状态下，当主DSP判断通讯正常时，采用收到的目标转速指令、电动机旋转方向指令作为电动机控制算法的给定转速、转向；当主DSP判断通讯发生异常或通讯中断时，采用模拟目标转速指令、模拟电动机旋转方向指令作为电动机控制算法的给定转速、转向；当主DSP判断通讯连续若干个通讯周期均恢复正常后，恢复采用收到的目标转速指令、电动机旋转方向指令作为电动机控制算法的给定转速、转向；FPGA实现对主DSP和从DSP状态的实时监控；正常状态下，FPGA选择并输出主DSP提供的PWM脉冲信号至功率放大及驱动模块；FPGA检测到主DSP发生异常且从DSP状态正常后，FPGA切换并选择输出从DSP提供的PWM脉冲信号；FPGA检测到主DSP、从DSP均发生异常时，FPGA选择输出根据自身的后备电动机控制功能得出的PWM脉冲信号；其中，所述EHA用电动机控制系统由主功率部分、控制电路部分及永磁同步电动机组成；所述主功率部分包括分压采样模块、三相桥式逆变模块和功率放大及驱动模块；所述分压采样模块用于检测直流母线电压值，其输出端与三相桥式逆变模块连接；且分压采样模块输出端还串联了母线电流传感器，实现对直流母线电流的检测；所述三相桥式逆变模块将直流母线电源逆变为三相变频交流电提供给永磁同步电动机的电枢绕组，其输出端与永磁同步电动机连接；且三相桥式逆变模块输出端串联了电流传感器，实现对三相桥式逆变模块向永磁同步电动机供电端电流的检测；所述功率放大及驱动模块的输入端与控制电路部分中的CPU最小系统的输出端连接，实现对输入脉冲进行处理并用于驱动所述三相桥式逆变模块电流输出，其输出端与三相桥式逆变模块连接；所述控制电路部分包括CPU最小系统；所述CPU最小系统采用双DSP和FPGA配置，主DSP和从DSP分别与FPGA进行信息交互；所述主DSP实现与EHA系统中的位置角控制器的通讯功能，获取目标转速指令、电动机旋转方向指令；且所述主DSP还能够实现模拟目标转速指令以及模拟电动机旋转方向指令设置与计算、软上电控制、NVSRAM读取和写入功能及电动机控制功能；所述从DSP实现对电动机控制系统的监控与保护，以及后备电动机控制功能；所述FPGA实现PWM选择并输出、硬件保护、DSP状态监测与切换及后备电动机控制功能；所述主功率部分还包括上电软充电回路、支撑电容模块、刹车制动模块；所述上电软充电回路的输入端与外部提供的机上直流电源相连，用于上电瞬间对冲击电流的限制，实现对支撑电容模块保护，其输出端与支撑电容模块连接；所述支撑电容模块的输入端与上电软充电回路的输出端连接，实现对直流电进行滤波和储能，其输出端与刹车制动模块连接；所述刹车制动模块的输入端与支撑电容模块的输出端连接，用于系统运行在刹车模式时，完成对直流母线电压的限制，实现电动机转速快速下降的功能，其输出端与分压采样模块连接；所述控制电路部分还包括模拟量采集及调理模块和位置检测及解码电路；所述模拟量采集及调理模块输入端与分压采样模块、电流传感器连接，其输出端与CPU最小系统连接，通过对分压采样模块、电流传感器输出端进行实时采集，对三相桥式逆变模块输出端电流信号、直流母线电流、电压信号进行调理并输入至CPU最小系统中FPGA；所述位置检测及解码电路包括旋变信号数字转换器和旋变激励调理电路，实现对旋转变压器副边输出的感应信号进行转换，将角位置和角速度位置信号转换为数字逻辑电平信号并输入至CPU最小系统；所述控制电路部分还包括硬件保护模块和离散量输入输出电路；所述硬件保护模块输入端与模拟量采集及调理模块相连，接收模拟量采集及调理模块输出的三相桥式逆变模块输出端电流信号、直流母线电流、电压信号，实现与故障保护阈值的比较功能，输出相应的离散故障信号并提供至离散量输入及输出电路；所述离散量输入输出电路包括离散量输入电路和离散量输出电路，离散量输入电路输入端用于接收硬件保护模块提供的离散故障信号，其输出端与CPU最小系统连接；离散量输出电路的输入端与CPU最小系统连接，其输出端分别与上电软充电模块、刹车制动模块连接。

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