顺德高空作业车公司，  顺德高空作业车出租， 顺德高空作业车出租公司      多路电磁阀控制系统的容错控制原理？    为了提高多路电磁阀控制系统的安全性和稳定性，在电磁阀控制系统出现故障后需要对多路电磁阀控制系统进行容错控制。故障容错控制可以分成被动容错控制和主动容错控制。被动容错控制的特点是不会改变系统前后的结构和控制器，控制简单，但是对故障的适应性较差，往往不能满足系统要求。主动容错控制能够在故障发生后控制器参数甚至还能改变系统的结构能够对故障进行主动处理，比被动容错控制的容错能力强很多，因此得到广泛的应用。容错控制的工作过程： 在工作过程中故障检测模块一直在检测故障是否发生，一旦检测到故障发生（即𝐹𝐹𝑓𝑓𝑣𝑣𝑚𝑚𝑓𝑓=1）系统便进行故障隔离和切换重构，利用系统余下正常的部分进行工作提高系统的可靠性和安全性。

 

 

      模型搭建:  为了验证本章所提出理论的正确性，在 MTALAB/simulink 环境中搭建了仿真模型。由于是在前面一个章节的故障检测基础上进行的容错控制，所以此章的仿真系统框图跟前面一章的仿真系统框图一样，只是在电磁阀的驱动主电路按照前面给出的容错控制方案进行了 N+N 冗余。电磁阀总共有 3 路，当然可以仿真更多路。并且电磁阀是共用的，即是说不考虑电磁阀本身的损坏，只考虑开关管的损坏，冗余备份的只是电磁阀的驱动主电路。

 

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    参数设置:  仿真设计的驱动电流的峰值电流为 12A，维持电流为 8A。两个相邻电磁阀的开通或者关断间隔时间为 5ms，峰值电流持续的时间是 0.5ms，维持电流的持续时间为 1.5ms。因为使用的实际控制器是一个数字系统，为了更好的逼近实际采用了离散仿真。由于控制器的 ADC 采样时间为微妙级别的所以将仿真采样时间设置为1us。为了更好看出冗余的效果，设置的示波器观察时间为两个电磁阀开关周期，方便对冗余前后的电流波形变化做出明显的对比，为了故障与正常状态的横向比较在示波器的第一路中将正常的 3 路电磁阀电流进行了显示。

 

       结果及分析:   基于 N+N 冗余的三路电磁阀控制系统仿真结果： (a)𝑄𝑄1开关管在𝑃𝑃2阶段短路的容错控制；(b) 𝑄𝑄2开关管在P𝑃4阶段短路的容错控制；(c)𝑄𝑄2开关管在𝑃𝑃4阶段断路的容错控制；(c) 𝑄𝑄_𝐷𝐷开关管在𝑃𝑃1阶段断路的容错控制

 

       每一幅图都包含 4 种信号：3 路电磁阀正常工作电流、3 路电磁阀故障电流、故障设置信号以及故障标志信号。3 路电磁阀正常工作电流表示电磁阀未出故障时候的驱动电流波形；3 路电磁阀故障电流表示设置了故障的电磁阀电流波形；故障设置信号表示认为模拟故障需要给出的开关信号；故障标志信号表示电磁阀工作状态的信号，“0”为正常状态，“1”为故障状态，由“0”变“1”表示故障检测到。

 

       无论是𝑄𝑄1、𝑄𝑄2 还是𝑄𝑄_𝐷𝐷，短路故障还是断路故障，都可以在故障发生后非常快速地进行故障的冗余切换，实现故障的容错控制。在故障检测标志跳变的时刻正是故障的切换时刻，电磁阀的驱动电流波形由故障后的畸变波形很快恢复到了正常时候的驱动电流波形，并且在驱动电流恢复后，电流波形便按照正常状态的电流波形进行变化，实现了系统的“非降级”运行，保证了系统的稳定性与可靠性。故障检测标志上升沿与电流波形恢复几乎是同步进行的，那是因为故障一旦检测到便进行了故障的隔离切换。即是说故障检测的时间决定了冗余切换的快慢。

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