CN104898640A - 一种悬浮控制器故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种悬浮控制器故障诊断方法，包括：时钟源以预设时间为周期，向悬浮控制器发送生命信号；悬浮控制器将各自的实时状态信息与所述生命信号捆绑成第一信息，返回给所述时钟源；所述时钟源将所述第一信息与系统时间结合，得到第二信息；当故障发生时，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量保存在故障记录单元中；当网络空闲时，从所述故障记录单元中调取所述运算过程中间变量并结合所述第二信息来诊断故障。该方法不仅能详细显示各个悬浮控制器的信息，而且能对各个故障点发生的先后顺序进行区分，从而使得对悬浮控制器的诊断更为精细和准确，进而提高磁悬浮列车的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮列车技术领域，特别是涉及一种悬浮控制器故障诊断方法。
背景技术
中低速磁悬浮列车是一种新型的轨道交通工具，相比于传统的轮轨列车，其属于动力分散型的运输系统，即每节车辆都是动车，因此列车的底部分布有较多的电气设备，同时，磁悬浮列车的走行机构设计独特，设备结构较为复杂，电气特性多样，而且涉及到强电和强磁，设备之间存在很强的耦合性。悬浮控制系统作为磁悬浮列车的核心系统之一，承担着整个车辆的悬浮功能，其稳定性和可靠性是列车正常运行的重要保证。目前每节磁浮列车上共有20个悬浮控制器，数量众多而且分布在车辆各个部分，因此优化和改进悬浮控制系统的故障诊断技术显得尤为重要。现有技术中，针对中低速磁悬浮列车的故障诊断技术主要集中对整个车辆进行故障诊断，将牵引逆变器、辅助逆变器、悬浮电源、悬浮控制器、门控系统等设备联结成网，并将设备的状态信息传送给显示器，当设备发生故障时，提示司机采取相应的措施。
然而，现有技术中的故障诊断技术存在两个主要问题：其一，只是粗略的显示了整个车辆系统内各部件的信息，并没有详细显示悬浮控制系统内部的各部件的状态信息，而这些详细的信息对评估悬浮系统运行的状态和性能是必不可少的；其二，并不能对多点故障发生时各个故障点发生的先后顺序进行区分，车辆悬浮运行时，由于同一悬浮架内同侧相邻的两个控制点是耦合的，一个点的控制状态会对另一个点产生影响，因此当多个点同时出现故障时，这些点发生故障是具有时间先后关系的，这种时间先后关系以及当时的状态信息对调试和评估来说为重要信息。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种悬浮控制器故障诊断方法，不仅能详细显示各个悬浮控制器的信息，而且能对各个故障点发生的先后顺序进行区分，从而使得对悬浮控制器的诊断更为精细和准确，进而提高磁悬浮列车的可靠性。
本发明提供的一种悬浮控制器故障诊断方法包括：
时钟源以预设时间为周期，向悬浮控制器发送生命信号；
悬浮控制器将各自的实时状态信息与所述生命信号捆绑成第一信息，返回给所述时钟源；
所述时钟源将所述第一信息与系统时间结合，得到第二信息；
当故障发生时，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量保存在故障记录单元中；
当网络空闲时，从所述故障记录单元中调取所述运算过程中间变量并结合所述第二信息来诊断故障。
优选的，在上述悬浮控制器故障诊断方法中，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量先保存在临时数据存储单元中，待车辆降落后，再将所述运算过程中间变量保存在故障记录单元中。
优选的，在上述悬浮控制器故障诊断方法中，所述临时数据存储单元为数字信号处理器芯片内部或外部的随机存取存储器。
优选的，在上述悬浮控制器故障诊断方法中，所述预设数量的设定依据为：所述故障记录单元的数据存储容量与所述运算过程中间变量的数据种类。
优选的，在上述悬浮控制器故障诊断方法中，所述故障记录单元为带电可擦可编程只读存储器。
优选的，在上述悬浮控制器故障诊断方法中，所述时钟源为车载显示器。
优选的，在上述悬浮控制器故障诊断方法中，在所述车载显示器得到所述第二信息之后，还包括：
对所述第二信息进行日志记录并显示。
优选的，在上述悬浮控制器故障诊断方法中，所述实时状态信息包括：故障代码、故障级别及同时刻的关联状态信息。
优选的，在上述悬浮控制器故障诊断方法中，所述预设时间为50毫秒至1秒之间的任一数值。
通过上述描述可知，本发明提供的一种悬浮控制器故障诊断方法中，时钟源以预设时间为周期，向悬浮控制器发送生命信号，悬浮控制器将各自的实时状态信息与所述生命信号捆绑成第一信息，返回给所述时钟源；所述时钟源将所述第一信息与系统时间结合，得到第二信息，这样就能对各个悬浮控制器的实时状态信息进行更精确的记录，从而就能对各个故障点发生的先后顺序进行准确的区分；当故障发生时，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量保存在故障记录单元中；当网络空闲时，从所述故障记录单元中调取所述运算过程中间变量并结合所述第二信息来诊断故障，这样就能对故障发生前后的悬浮控制器的运算过程中间变量进行记录，为查找故障原因提供重要的参考，并且结合记录了各个悬浮控制器的实时状态信息的所述第二信息，对故障进行诊断，从而使得对悬浮控制器的诊断更为精细和准确，进而提高磁悬浮列车的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种悬浮控制器故障诊断方法的流程图；
图2为本申请实施例中所用的悬浮控制器的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的一种悬浮控制器故障诊断方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种悬浮控制器故障诊断方法的流程图。该方法包括：
S1：时钟源以预设时间为周期，向悬浮控制器发送生命信号；
在该步骤中，所述时钟源可以优选为车载显示器。由于CAN总线不分主从，网络上的每个节点都可以相互通讯，因此需要从所有的节点中拿出一个节点作为时钟源，来统一网络上所有节点的时间，从而才能判断故障点的先后顺序。然而，网络上的节点只有磁悬浮列车上的车载显示器具有系统时间记录功能，且最终的故障信息需通过显示器显示出来，因此将时钟源优选为车载显示器。
另一方面，由于车载显示器上记录的时间只能精确到秒，但悬浮控制器发生故障的时间先后顺序会达到毫秒级，因此简单的用秒来计时并不能很好的分辨出故障发生的顺序，这就使得故障的诊断并不足够准确，因此本申请实施例采用发送生命信号的方式来解决上述问题。所述生命信号是一个实时更新的数据，用以表征网络上的设备与其他设备通讯正常，如果生命信号长时间静止不变，则可初步判断该设备出现故障，或出现网络通讯故障。所述生命信号是以固定的周期进行持续发送的，对于该周期的预设时间的选取，如果周期太短，则数据量太大，容易导致网络阻塞，如果周期太长，则数据更新得太慢，综合考虑上述两方面因素，将所述预设时间优选为50毫秒至1秒之间的任一数值，这样就解决了车载显示器的时间分辨率低的问题，能更好的分辨各个故障发生的先后顺序。
S2：悬浮控制器将各自的实时状态信息与所述生命信号捆绑成第一信息，返回给所述时钟源；
在该步骤中，列车上的每个悬浮控制器接收到时钟源发送过来的生命信号以后，将各自的实时状态信息与该生命信号捆绑，这样做的目的在于：以更精确的时间分辨率，来区分每个悬浮控制器在更短的时间周期内的实时状态，从而一旦发生故障，就能更好的区别出哪个悬浮控制器发生故障在先，哪个发生故障在后。另外需要说明的是，所述实时状态信息可以优选的包括：故障代码、故障级别及同时刻的关联状态信息，这些信息对故障处理和售后人员维护来说是很有必要的。
S3：所述时钟源将所述第一信息与系统时间结合，得到第二信息；
在该步骤中，所述时钟源将所述第一信息解析出来，并与系统时间一起，得到第二信息，以精确记录悬浮控制器的各种状态信息，即以悬浮控制器返回的生命信号的当时数值为后缀，作为时间先后的更为精确的区分。例如，当前系统时间为：2014-04-23 10:50:25，此时生命信号值为05，则所述第二信息中的时间记录的格式为：2014-04-23 10:50:25-05。
所述时钟源可以优选为车载显示器，在所述车载显示器得到所述第二信息之后，还可以优选的包括：对所述第二信息进行日志记录并显示，从而方便提示司机迅速处理及售后人员维护和调试。
S4：当故障发生时，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量保存在故障记录单元中；
控制算法运算过程中的中间变量和参数对评估悬浮控制器的控制性能及查找故障原因具有重要意义，因此需要对其进行记录。然而，由于数字信号处理器在极短的时间周期内完成一次控制算法的运算，并且整个CAN网络上有20个悬浮控制器，数量众多的控制器在极短的运算周期内就能够产生巨大的数据量，因此不可能实时的将所有控制器每次运算的中间量进行上传，因此设置一个故障记录单元，只对故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量进行保存，这样就能更为精确的查找故障原因。
该步骤的一个优选方案为：当故障发生时，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量先保存在临时数据存储单元中，待车辆降落后，再将所述运算过程中间变量保存在故障记录单元中，其中，所述临时数据存储单元可以优选为数字信号处理器芯片内部或外部的随机存取存储器(RAM)。
S5：当网络空闲时，从所述故障记录单元中调取所述运算过程中间变量并结合所述第二信息来诊断故障。
下面参考图2对本申请实施例进行更为具体的说明，图2为本申请实施例中所用的悬浮控制器的示意图，从图2中可见，本申请实施例提供的悬浮控制器故障诊断方法中所利用的悬浮控制器相对于现有技术增加了一个故障记录单元1，在悬浮控制器工作过程中，当发生故障时，数字信号处理器可以优选的将故障前后预设数量的运算周期内的中间变量及参数先保存在临时数据存储单元中，所述临时数据存储单元可以优选为芯片的内部或外部RAM区，待车辆降落后，再将所述运算过程中间变量保存在故障记录单元1中。
其中需要说明的是，所述预设数量的设定依据为：所述故障记录单元的数据存储容量与所述运算过程中间变量的数据种类。如果故障记录单元的存储空间的大小为500个数据，且需要保存的数据种类为两个：间隙和电流，那么就可以保存故障前后各125个运算周期内的数据，而如果需保存的数据种类有10个，那么就只能保存故障前后各25个周期的数据。在实际应用的时候，通常保存故障前后10到100个运算周期内的数据。上述故障记录单元1可以优选为带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，该设备可在断电情况下保存数据。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的一种悬浮控制器故障诊断方法中，时钟源以预设时间为周期，向悬浮控制器发送生命信号，悬浮控制器将各自的实时状态信息与所述生命信号捆绑成第一信息，返回给所述时钟源；所述时钟源将所述第一信息与系统时间结合，得到第二信息，这样就能对各个悬浮控制器的实时状态信息进行更精确的记录，从而就能对各个故障点发生的先后顺序进行准确的区分；当故障发生时，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量保存在故障记录单元中；当网络空闲时，从所述故障记录单元中调取所述运算过程中间变量并结合所述第二信息来诊断故障，这样就能对故障发生前后的悬浮控制器的运算过程中间变量进行记录，为查找故障原因提供重要的参考，并且结合记录了各个悬浮控制器的实时状态信息的所述第二信息，对故障进行诊断，从而使得对悬浮控制器的诊断更为精细和准确，进而提高磁悬浮列车的可靠性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，包括：
向多个悬浮控制器发送生命信号；
所述多个悬浮控制器将各自各时间点的实时状态信息与所述多个生命信号捆绑，形成多条第一信息，将与系统时间对应的所述第一信息与系统时间结合，得到第二信息；
当故障发生时，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量保存在故障记录单元中；
当网络空闲时，从所述故障记录单元中调取所述运算过程中间变量并结合所述第二信息来诊断故障。
2.根据权利要求1所述的悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，将故障发生前后的预设数量的运算周期内的所述悬浮控制器的运算过程中间变量先保存在临时数据存储单元中，待车辆降落后，再将所述运算过程中间变量保存在故障记录单元中。
3.根据权利要求2所述的悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，所述临时数据存储单元为数字信号处理器芯片内部或外部的随机存取存储器。
4.根据权利要求2所述的悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，所述预设数量的设定依据为：所述故障记录单元的数据存储容量与所述运算过程中间变量的数据种类。
5.根据权利要求1所述的悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，所述故障记录单元为带电可擦可编程只读存储器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，所述时钟源为车载显示器。
7.根据权利要求6所述的悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，在所述车载显示器得到所述第二信息之后，还包括：
对所述第二信息进行日志记录并显示。
8.根据权利要求1-5任一项所述的悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，所述实时状态信息包括：故障代码、故障级别及同时刻的关联状态信息。
9.根据权利要求1所述的悬浮控制器故障诊断方法，其特征在于，所述预设时间为50毫秒至1秒之间的任一数值。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |