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1、第14卷第11期电机与控制学报Vol14No112010年11月ELECTRICMACHINESANDCONTROLNov.2010双绕组无刷直流电机容错控制系统的实现1,21112倪风雷,朱映远,顾义坤,党进,邹继斌(1.哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150080;2.哈尔滨工业大学电气工程博士后流动站,黑龙江哈尔滨150080)摘要:针对空间机械臂关节电机伺服系统的可靠性和关节体积重量的矛盾,分析了3种典型空间机械臂关节电机驱动系统的可靠性,确定了
2、机械臂关节电机采用双绕组无刷直流电机结构的方案,建立了双绕组结构无刷直流电机数学模型,设计了双绕组结构无刷直流电机驱动控制系统和容错控制策略,研制了双绕组结构电机关节伺服系统控制平台,进行了容错控制实验和关节位置伺服控制实验。实验结果表明:在重量和体积要求苛刻条件下,采用双绕组结构无刷直流电机伺服系统设计方案,不仅可提高关节的集成度和可靠性,而且没有降低关节位置伺服跟踪性能。关键词:无刷直流电机;双绕组;容错;控制系统;可靠性中图分类号:TM301.2文献标志码:A文章编号:1007-449X(2010)11-0069-07Im
3、plementationofdualwindingbrushlessDCmotorfaulttolerantcontrolsystem1,21112NIFenglei,ZHUYingyuan,GUYikun,DANGJin,ZOUJibin(1.StateKeyLaboratoryofRoboticsandSystem,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150080,China;2.ElectricalEngineeringPost-doctoralResearchStation
4、,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150080,China)Abstract:Therearesomecontradictionsbetweentheservomotorsreliabilityandthejointvolumeforthespacemanipulatorsystem.Thereliabilityofjointmotordrivesystemofthe3typicalspacemanipulatorsystemswasanalysed,theprogramofusingthed
5、ualwindingbrushlessDCmotorstructurefortherobotarmjointmotorwasdetermined,themathematicalmodelofthedualwindingbrushlessDCmotorstructureisestablished.Moreover,thedualwindingbrushlessDCmotorcontrolsystemandthefaulttolerantcontrolstrategyweredesigned,andthedualwinding
6、structureofjointservomotorcontrolplatformwasdeveloped.Thefaulttolerantcontroltestandjointpositionservocontroltestwerecarriedou.tTheexperimentalresultsshowthatthisdesigncannotonlysignificantlyimprovethejointintegrationandreliabilitybutalsoreducethejointpositionserv
7、otrackingperformanceundertheconditionthattheweightandvolumeofthejointareexac.tKeywords:brushlessDCmotor;dualwindingstructure;faulttoleran;tcontrolsystem;reliability收稿日期:2009-12-03基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2006AA04Z228)作者简介:倪风雷(1975),男,博士,主要研究方向为空间机器人关节驱动与控制;朱映远(1977),男
8、,博士,主要研究方向为空间机器人机构设计;顾义坤(1981),女,博士研究生,主要研究方向为空间机器人技术;党进(1981),男,博士研究生,主要研究方向为空间机器人技术;邹继斌(1957),男,教授,博士生导师,主要研究方向为一体化电机系统。70电机
