創意無極限，儀表大發明。今天為大家介紹一項國家發明授權專利――一種基于雙
位置傳感器的冗余控制方法。該專利由上海新躍儀表廠申請，并于2017年9月19日獲得授權公告。
內容說明
發明背景
伺服系統為運載火箭重要的姿軌控執行子系統，通過實時采集位置反饋信號，并與位置指令信號比較，構成位置閉環控制，實現負載的位置跟蹤。位置傳感器作為伺服系統位置輸出的重要部件，其可靠性至關重要。
通常位置傳感器的失效率較高，為了提高可靠性，目前大都采用了冗余技術，如現役運載火箭上使用的“兩路位置傳感器輸出端并接”的方式，這種方式對于一路反饋斷路故障有效，但當一路反饋供電出現斷路故障時，實際反饋輸出值會出現偏差。新一代運載火箭上使用了一體式三冗余位置傳感器，采取“三取二”的冗余判決方式，但對于體積、重量要求嚴格的小型伺服系統，現有三冗余位置傳感器難以達到體積的小型化要求。
發明內容
本發明提供一種基于雙位置傳感器的冗余控制方法，實現簡單，故障兼容性好，可靠性高。為了達到上述目的，本發明提供一種基于雙位置傳感器的冗余控制方法，包含以下步驟：步驟A、冗余判決模塊對伺服系統的兩個位置傳感器的輸出值進行極值故障判別：如果兩個位置傳感器的輸出值的絕對值都大于極值故障判決閾值Uy1，說明兩個位置傳感器都出現了極值故障，則將實際控制伺服機構動作的控制輸出量置零，防止堵轉損壞伺服機構；如果兩個位置傳感器中的任意一個位置傳感器的輸出值的絕對值大于極值故障判決閾值Uy1，則將另一個輸出值的絕對值小于極值故障判決閾值Uy1的位置傳感器的輸出值作為位置傳感器的輸出值Uf；如果兩個位置傳感器的輸出值的絕對值都小于極值故障判決閾值Uy1，則進行兩路反饋一致性判別。
圖為本發明提供的一種基于雙位置傳感器的冗余控制方法的實施例流程圖
步驟B、冗余判決模塊對伺服系統的兩個位置傳感器的輸出值進行兩路反饋一致性判別：如果兩個位置傳感器的輸出值的差值的絕對值小于兩路反饋信號一致性判決閾值Uy3，說明兩路反饋一致，保持當前的位置傳感器的輸出不變；如果兩個位置傳感器的輸出值的差值的絕對值大于兩路反饋信號一致性判決閾值Uy3，說明兩路反饋不一致，則進行零值故障判別；步驟C、冗余判決模塊對伺服系統的兩個位置傳感器的輸出值進行零值故障判別。
如果兩個位置傳感器中的任意一個位置傳感器的輸出值的絕對值小于零值故障判決閾值Uy2，說明出現了零值故障，則將另一個輸出值的絕對值大于零值故障判決閾值Uy2的位置傳感器的輸出值作為位置傳感器的輸出值Uf。
如果兩個位置傳感器的輸出值的絕對值都大于零值故障判決閾值Uy2，則進行反饋與指令誤差判別。步驟D、冗余判決模塊對伺服系統的兩個位置傳感器的輸出值進行反饋與指令誤差判別：比較兩個位置傳感器的輸出值與指令的誤差值的絕對值的大小，將輸出值與指令的誤差值的絕對值小的位置傳感器的輸出值作為位置傳感器的輸出值Uf。
所述的極值故障判決閾值Uy1大于伺服系統的最大擺角值Ub，且小于故障極值Uj。所述的零值故障判決閾值Uy2=0 .2V。所述的兩路反饋信號一致性判決閾值Uy3≥1 .5ΔUf，其中，ΔUf是兩路反饋電位器的最大偏差值。
本發明具有以下優點：1、冗余判決模塊為獨立的軟件模塊，且均為邏輯判斷語句，不涉及復雜運算，實現簡單，對于硬件上配置兩路位置傳感器的伺服系統基本適用，同時可擴展應用到配備三路及以上位置傳感器的系統；2、涵蓋的故障模式較廣，典型的位置傳感器故障模式基本可覆蓋到，故障兼容性好；3、兩路位置傳感器通道允許多次切換，可有效防止單次切換時帶來的誤切換風險，如當某一拍或幾拍的數值出現野值而導致位置反饋通道由某一路切換至另一路(實際當前路仍輸出正常)，若之后另一路出現故障，仍可再次切回，進一步提高了位置傳感器反饋回路的可靠性。
如需進一步了解，請下載該專利完整說明書。
