冗余转向系统电流传感器故障诊断及容错策略

对装配有双绕组电机的冗余转向系统,提出一种基于数据和机理混合驱动的电流传感器故障诊断及容错策略。进行冗余转向系统架构分析,分别建立电流传感器故障模型和双绕组永磁同步电机(Dual-winding permanent magnet synchronous motor,DW-PMSM)模型。在此基础上,设计电流传感器故障诊断及容错策略。采用坐标变换估计电机相电流,并以此作为非线性自回归(Nonlinear autoregressive with exogenous inputs,NARX)神经网络的外部输入,改变NARX网络结构实现DW-PMSM相电流的单步和多步预测,由此设计电流传感器的故障检测、定位和分类策略,提取传感器故障严重程度,通过电流传感器补偿或切换手段实现故障容错控制。基于Matlab/Simulink和d SPACE分别搭建了转向系统仿真平台和硬件在环平台,进行算法测试验证。结果表明,提出的算法能够在多种工况下迅速检测电流传感器故障并完成容错控制,提高冗余转向系统工作的可靠性和安全性。