摘要：随着现代火箭技术的不断发展，液体火箭发动机推力调节稳定性和可靠性对伺服系统要求越来越高。双三相PMSM作为伺服系统的核心部件，采用可切换的主、备两套绕组形成两个驱动通道，可按需切换。然而，在伺服电机工作通道的热切换过程中，由于位置解算和PID闭环调节时间，会产生较大的位置扰动，导致流量波动，从而影响其可靠工作。为解决上述问题，本研究结合双三相PMSM的自身特点，设计了一种基于双端口RAM数据交互的伺服系统驱动通道冗余切换技术。该技术通过实时解算主备份绕组的位置信息，并周期性交互PID控制参数，实现了伺服电机绕组在切换过程中的平稳过渡。这种方法不仅有效抑制了位置扰动，同时显著提高了发动机工作的可靠性。为了验证所提策略的有效性，本研究搭建了相应的试验系统，并在不同负载条件下进行了试验测试和数据分析。结果表明，该技术能够显著降低伺服电机绕组切换过程中的位置扰动，相较传统切换方法位置扰动由最大16.869°降低到0.008°以下，实现了超过99.95%的降幅，使火箭发动机的流量调节器位置波动控制在±0.1°范围内，从而验证了策略的有效性和可行性。
文章目录
0引言
1 双三相PMSM伺服控制系统简介
1.1 伺服控制理论基础
1.2 双冗余控制理论
1.3 实时热备份机制
1.4 无扰动切换策略
2 双冗余无扰动切换技术
3 双冗余软件构架及设计
3.1 状态监测与仲裁逻辑实现
3.2 数据交互与同步
3.3 功能模块驱动控制
4 测试验证及数据分析
5 结论及展望
