基于双DSP的电机控制器容错技术研究

1144766066 · 发表于 2022-5-12 12:00:57

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雅宝题库解析：
数字信号处理器（DSP）以其高性能特性在电机控制领域具有广泛的应用。电机控制技术在航空航天等领域的应用对其可靠性提出了极高的要求。DSP微处理器是电机伺服控制系统中最核心、最复杂的部件，研究并提高DSP的可靠性对提高电机系统的整体可靠性具有重要意义。本文依托于永磁同步电机控制应用，利用控制器冗余的方法，提出了一种基于双DSP的电机容错设计方案，并对其可靠性进行了分析和验证。本文首先从永磁同步电机伺服控制系统出发，从软硬件两方面分析了DSP控制器的主要故障因素和故障特性，为加强其可靠性提供了基本依据，提出了使用容错技术的必要性。接着通过对不同容错技术的研究和对比，提出了双余度热备份系统的的冗余设计方案。本文对双DSP电机控制容错系统的硬件结构进行了分析和设计，包括冗余DSP、硬件故障检测模块、WDT故障检测模块、双机比较和仲裁模块等。随后对余度管理中的几个关键题目展开研究，并提出其解决方案，包括双机同步通信机制、故障检测机制和仲裁切换机制等。最后建立了系统的故障树模型，对其可靠性进行了分析，采用最小割集法定量计算了系统的可靠性，并与单机系统做了可靠性能对比。理论分析结果表明，该双DSP容错设计虽然增加了系统的复杂性，增大了成本，但能够有效地检测故障并进行实时切换，在其辅助硬件系统稳定可靠的前提下，通过科学高效的余度管理算法，双DSP系统的可靠性能够得到大幅提高。该双DSP电机控制容错设计与分析对多DSP电机控制容错技术研究或DSP冗余技术在其他领域的研究具有一定的借鉴意义。

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