一种悬浮控制器开关故障容错电路、方法及系统与流程

1.本发明涉及轨道交通领域，特别是涉及一种悬浮控制器开关故障容错电路、方法及系统。


背景技术：

2.在中低速磁浮列车运行过程中，悬浮系统承担着列车的悬浮、导向等重要功能。作为悬浮系统中核心设备的悬浮控制器，其内部电路采用h桥拓扑结构，其中一组半桥用于响应控制器输出的脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)信号，控制电磁铁上电流大小；另一组半桥用于电磁铁续流。由两组半桥构成一个h桥结构。根据现有资料统计，开关器件故障是导致的电力电子设备故障的重要原因，一旦悬浮控制器内部开关器件故障，对应的悬浮点会立刻失去悬浮力，严重影响磁浮列车的安全运行。因此保证h桥电路的可靠性及在故障状态下有通过容错算法继续控制电磁铁正常工作的能力，确保悬浮控制器在故障状态下依然能保持车辆的稳定悬浮具有重要意义。
3.现有的悬浮控制器故障容错方法包括重要功能模块备份的硬件容错和软件算法容错两种方式，其中硬件容错通过增加重要模块会导致成本增加，设备体积变大。软件算法容错控制难度大，实现复杂。已有的电磁型磁浮列车悬浮控制器的分布式主动容错控制系统，通过can总线将单磁浮架上四个悬浮控制器与车载监控系统相连构成一个整体，当单个悬浮控制器出现悬浮故障时，停止该控制器工作，其他三个悬浮控制器切换到故障诊断算法，改变控制参数补偿失效的电磁力。
4.但是，现有的电磁型磁浮列车悬浮控制器的分布式主动容错控制系统中容错控制算法涉及四个悬浮控制器之间通信及故障诊断，在硬件设计方面增加了冗余备份，且对失效电磁力的补偿涉及力学平衡问题，难以建立准确的平衡模型。因此，如何在悬浮控制器出现故障，尤其是开关器件故障导致失去悬浮力的情况下进行有效的故障容错控制，以保障中低速磁浮列车的安全运行成为本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供了一种悬浮控制器开关故障容错电路、方法及系统，在h桥结构悬浮控制器的一个半桥结构的开关器件出现故障，导致悬浮控制器无法正常工作时，切换到另一个半桥结构，保证了电磁铁模块上的电流正常流通，确保悬浮控制器的正常工作。
6.本发明第一方面提供一种悬浮控制器开关故障容错电路，包括：
7.四个开关模块、两个续流模块、电磁铁模块、第一驱动模块、第二驱动模块、故障诊断模块及容错控制模块；
8.四个开关模块与电磁铁模块组成h桥结构，h桥结构包括第一半桥结构和第二半桥结构，每个半桥结构包括两个开关模块；
9.两个续流模块分别与第一半桥结构中的两个开关模块并联；
10.第一驱动模块和第一半桥结构的两个开关模块连接；
11.第二驱动模块和第二半桥结构的两个开关模块连接；
12.故障诊断模块与母线、第一驱动模块及电磁铁模块的两端连接；
13.容错控制模块与故障诊断模块及两组驱动模块连接；
14.故障诊断模块，用于检测母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块上的电磁铁模块电流值；
15.故障诊断模块，还用于当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障，生成驱动模块切换指令；
16.容错控制模块，用于根据驱动模块切换指令将第一驱动模块切换为第二驱动模块，使得第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块导通时，电磁铁模块通过第二半桥结构通电流；第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块关断时，电磁铁模块通过两个续流模块进行续流。
17.可选的，四个开关模块为内置续流二极管的第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件及第四开关器件；
18.第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件及第四开关器件与电磁铁模块组成h桥结构，第一开关器件及第四开关器件为h桥结构的第一半桥结构，第二开关器件及第三开关器件为h桥结构的第二半桥结构。
19.可选的，两个续流模块为第一续流二极管和第二续流二极管；
20.第一续流二极管与第一开关器件并联，第二续流二极管与第四开关器件并联。
21.可选的，故障诊断模块包括：
22.母线电压检测单元、驱动模块状态检测单元及电磁铁模块电流检测单元；
23.母线电压检测单元与母线连接，用于检测母线的母线电压值；
24.驱动模块状态检测单元与第一驱动模块连接，用于检测第一驱动模块的驱动模块状态；
25.电磁铁模块电流检测单元与电磁铁模块的两端连接，用于检测电磁铁模块上的电磁铁模块电流值。
26.可选的，故障诊断模块还包括：
27.故障诊断单元及指令生成单元；
28.故障诊断单元，用于根据电磁铁模块电流值、母线电压值及驱动模块判断第一半桥结构中的开关模块是否故障；
29.故障诊断单元，还用于当电磁铁模块电流值不为零时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
30.故障诊断单元，还用于当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值或驱动模块状态异常时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
31.故障诊断单元，还用于当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障；
32.指令生成单元，用于当第一半桥结构中的开关模块出现故障时，生成驱动模块切换指令。
33.可选的，容错控制模块包括：
34.数字信号处理dsp控制单元及驱动信号切换单元；
35.驱动信号切换单元包括第一与门和第二与门，第一与门的输出端与第一驱动模块连接，第二与门与第二驱动模块连接；
36.dsp控制单元，用于输出原始驱动信号、第一逻辑信号及第二逻辑信号，原始驱动信号及第一逻辑信号接入第一与门的输入端，原始驱动信号及第二逻辑信号接入第二与门的输入端；
37.dsp控制单元，还用于当未接收到驱动模块切换指令时，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为高电平，并控制第二逻辑信号为低电平，使得第一与门输出第一驱动信号至第一驱动模块；
38.dsp控制单元，还用于当接收到驱动模块切换指令时，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为低电平，并控制第二逻辑信号为高电平，使得第二与门输出第二驱动信号至第二驱动模块。
39.本发明第二方面提供一种悬浮控制器开关故障容错方法，应用于第一方面中任一项的悬浮控制器开关故障容错电路，方法包括：
40.检测母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块上的电磁铁模块电流值；
41.当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障，生成驱动模块切换指令；
42.根据驱动模块切换指令将第一驱动模块切换为第二驱动模块，使得第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块导通时，电磁铁模块通过第二半桥结构通电流；第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块关断时，电磁铁模块通过两个续流模块进行续流。
43.可选的，方法还包括：
44.根据电磁铁模块电流值、母线电压值及驱动模块判断第一半桥结构中的开关模块是否故障；
45.当电磁铁模块电流值不为零时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
46.当电磁铁模块电流为零，且母线电压值或驱动模块状态异常时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
47.当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障。
48.可选的，方法还包括：
49.当第一半桥结构中的开关模块未故障时，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为高电平，并控制第二逻辑信号为低电平，使得第一与门输出第一驱动信号至第一驱动模块；
50.根据驱动模块切换指令将第一驱动模块切换为第二驱动模块，包括：
51.根据驱动模块切换指令输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为低电平，并控制第二逻辑信号为高电平，使得第二与门输出第二驱动信号至第二驱动模块，将第一驱动模块切换为第二驱动模块。
52.本发明第三方面提供一种悬浮控制器开关故障容错系统，系统包括：
53.以上第一方面中的悬浮控制器开关故障容错电路，并执行以上第二方面中的悬浮
控制器开关故障容错方法。
54.由此可见，本发明的悬浮控制器开关故障容错电路中，四个开关模块与电磁铁模块组成h桥结构，h桥结构包括第一半桥结构和第二半桥结构，每个半桥结构包括两个开关模块，两个续流模块分别与第一半桥结构中的两个开关模块并联，第一驱动模块和第一半桥结构的两个开关模块连接，第二驱动模块和第二半桥结构的两个开关模块连接，故障诊断模块与母线、第一驱动模块及电磁铁模块的两端连接，容错控制模块与故障诊断模块及两组驱动模块连接，故障诊断模块检测母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块的电磁铁模块电流，当电磁铁模块电流为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障，生成驱动模块切换指令，容错控制模块根据驱动模块切换指令将第一驱动模块切换为第二驱动模块，使得电磁铁模块通过两个续流模块进行续流。因此，在h桥结构悬浮控制器的第一半桥结构的开关器件出现故障，导致电磁铁模块无电流，悬浮控制器无法正常工作时，通过将第一驱动模块切换到第二驱动模块，使得第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块导通时，电磁铁模块通过第二半桥结构通电流，第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块关断时，电磁铁模块通过两个续流模块进行续流，保证了电磁铁模块上的电流正常流通，确保悬浮控制器的正常工作。
附图说明
55.为了更清楚地说明本技术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技术中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
56.图1为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错电路的电路结构图；
57.图2为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错电路的一个电路图；
58.图3为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错电路的另一个电路图；
59.图4为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错电路的再一个电路图；
60.图5为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错电路的又一个电路图；
61.图6为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错电路的再一个电路图；
62.图7为本发明提供的容错控制模块的电路图；
63.图8为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错方法的一个流程示意图；
64.图9为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错方法的另一个流程示意图；
65.图10为本发明提供的悬浮控制器开关故障容错方法的又一个流程示意图。
具体实施方式
66.本技术公开了一种悬浮控制器开关故障容错电路、方法及系统，在h桥结构悬浮控制器的一个半桥结构的开关器件出现故障，导致悬浮控制器无法正常工作时，切换到另一个半桥结构，保证了电磁铁模块上的电流正常流通，确保悬浮控制器的正常工作。
67.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的一部分实施例，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作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。
68.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
69.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
70.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
71.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
72.请参考图1，本发明实施例提供一种悬浮控制器开关故障容错电路，包括：
73.四个开关模块101、两个续流模块102、电磁铁模块103、第一驱动模块104、第二驱动模块105、故障诊断模块及容错控制模块；
74.四个开关模块101与电磁铁模块103组成h桥结构，h桥结构包括第一半桥结构和第二半桥结构，每个半桥结构包括两个开关模块101；
75.两个续流模块103分别与第一半桥结构中的两个开关模块101并联；
76.第一驱动模块104和第一半桥结构的两个开关模块101连接；
77.第二驱动模块105和第二半桥结构的两个开关模块101连接；
78.故障诊断模块与母线、第一驱动模块104及电磁铁模块103的两端连接；
79.容错控制模块与故障诊断模块及两组驱动模块(104及105)连接；
80.故障诊断模块，用于检测母线的母线电压值、第一驱动模块104的驱动模块状态及电磁铁模块103上的电磁铁模块电流值；
81.故障诊断模块，还用于当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块101出现故障，生成驱动模块切换指令；
82.容错控制模块，用于根据驱动模块切换指令将第一驱动模块104切换为第二驱动模块105，使得第二驱动模块105控制第二半桥结构的两个开关模块101导通时，电磁铁模块103通过第二半桥结构通电流；第二驱动模块105控制第二半桥结构的两个开关模块关断时，电磁铁模块103通过两个续流模块102进行续流。
83.通过图2所示的实施例中，对以上图1所示的实施例中的开关模块及续流模块进行说明，如图2所示，四个开关模块为内置续流二极管的第一开关器件q1、第二开关器件q2、第三开关器件q3及第四开关器件q4；
84.第一开关器件q1、第二开关器件q2、第三开关器件q3及第四开关器件q4与电磁铁
模块l组成h桥结构，电磁铁模块l具体是电磁铁，在磁浮列车领域，列车上的电磁铁在通电时，电磁铁在铁轨下方产生吸力，使得列车悬浮于轨道上方，消除与铁轨接触的摩擦力；
85.第一开关器件q1及第四开关器件q4为h桥结构的第一半桥结构，第二开关器件q2及第三开关器件q3为h桥结构的第二半桥结构；
86.两个续流模块为第一续流二极管d1和第二续流二极管d2；
87.第一续流二极管d1与第一开关器件q1并联，第二续流二极管d2与第四开关器件q4并联。
88.其中，q1和q4与第一驱动模块连接，第一驱动模块向q1和q4输出第一驱动信号，第一驱动信号为pwm1，第二驱动模块与q2和q3连接，第二驱动模块向q2和q3输出第二驱动信号，第二驱动信号为pwm2，对电路进行电流分析如下：
89.正常情况下，母线输出的是恒定电压值，第一驱动模块输出pwm1信号控制q1和q4的导通和关断，如图3所示，当q1和q4导通时，电磁铁l的电流依次通过q1、l、q4；如图4所示，当q1和q4关断时，由于q2和q3具有内置的续流二极管，可以通过q3、l、q2进行电磁铁l的续流，使得电磁铁l一直稳定的电流通过，确保了悬浮控制器的正常工作，磁浮列车能够保持稳定运行；
90.但是，如果q1和/或q4出现故障的情况下，图3所示的电流走向将无法实现，电磁铁l失去电流，会导致磁浮列车无法悬浮，那么此时，将第一驱动模块切换为第二驱动模块，即pwm1信号不输出了，即不对q1和q4进行控制，而是第二驱动模块输出pwm2信号，从而对q2和q3的导通和关断进行控制，如图5所示，当q2和q3导通时，流过电磁铁l的电流路径为q2、l、q3；如图6所示，当q2和q3关断时，通过d2、l、d1进行电磁铁l的续流，使得电磁铁l一直稳定的电流通过，确保了悬浮控制器的正常工作，确保了悬浮控制器的正常工作，磁浮列车能够保持稳定运行，通过分析可知，现有技术中由于没有d1和d2的存在，即使进行了pwm1信号到pwm2信号的切换，由于q1和/或q4的故障，是无法为电磁铁l进行续流的，悬浮控制器的不能正常工作，无法保证磁浮列车的稳定运行。
91.优选的，本发明的一些实施例中，故障诊断模块包括：
92.母线电压检测单元、驱动模块状态检测单元及电磁铁模块电流检测单元；
93.母线电压检测单元与母线连接，用于检测母线的母线电压值；
94.驱动模块状态检测单元与第一驱动模块连接，用于检测第一驱动模块的驱动模块状态；
95.电磁铁模块电流检测单元与电磁铁模块的两端连接，用于检测电磁铁模块的电磁铁模块电流。
96.优选的，本发明的一些实施例中，故障诊断模块还包括：
97.故障诊断单元及指令生成单元；
98.故障诊断单元，用于根据电磁铁模块电流值、母线电压值及驱动模块判断第一半桥结构中的开关模块是否故障；
99.故障诊断单元，还用于当电磁铁模块电流值不为零时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
100.故障诊断单元，还用于当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值或驱动模块状态异常时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
101.故障诊断单元，还用于当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障；
102.指令生成单元，用于当第一半桥结构中的开关模块出现故障时，生成驱动模块切换指令。
103.本发明实施例中，故障诊断模块包括母线电压检测单元、驱动模块状态检测单元及电磁铁模块电流检测单元，母线电压检测单元与母线连接，驱动模块状态检测单元与第一驱动模块连接，电磁铁模块电流检测单元与电磁铁模块(电磁铁l)的两端连接，因此，故障诊断模块可以检测得到母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块上的电磁铁模块电流值，通过基于故障诊断算法进行开关器件故障状态的判断，具体的：
104.通过电磁铁模块电流值、母线电压值及驱动模块判断第一半桥结构中的开关模块是否故障；
105.当电磁铁模块电流值不为零时，表明电磁铁l是正常通电的，不管母线电压值及驱动模块是否正常，都能确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
106.当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值或驱动模块状态异常时，此时表明是母线的电压出现异常，或者，第一驱动模块提供的pwm1信号时出现了异常，不能推断出是开关模块的异常，即使切换驱动模块也没有作用，此时确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
107.当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，表明肯定是第一半桥结构中的两个开关模块有一个或者两个出现故障了，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障，生成驱动模块切换指令，用于将第一驱动模块切换为第二驱动模块，启用第二半桥结构来实现电磁铁l的正常通流和续流。
108.优选的，本发明的一些实施例中，容错控制模块包括：
109.数字信号处理dsp控制单元及驱动信号切换单元；
110.驱动信号切换单元包括第一与门和第二与门，第一与门的输出端与第一驱动模块连接，第二与门与第二驱动模块连接；
111.dsp控制单元，用于输出原始驱动信号、第一逻辑信号及第二逻辑信号，原始驱动信号及第一逻辑信号接入第一与门的输入端，原始驱动信号及第二逻辑信号接入第二与门的输入端；
112.dsp控制单元，还用于当未接收到驱动模块切换指令时，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为高电平，并控制第二逻辑信号为低电平，使得第一与门输出第一驱动信号至第一驱动模块；
113.dsp控制单元，还用于当接收到驱动模块切换指令时，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为低电平，并控制第二逻辑信号为高电平，使得第二与门输出第二驱动信号至第二驱动模块。
114.本发明实施例中，如图7所示，为了确保第一驱动模块和第二驱动模块不会同时输出高电平，导致h桥结构中q1、q2、q3、q4都导通引起短路故障，第一逻辑信号与第二逻辑信号为互锁信号，互锁信号的意思是，当第一逻辑信号为高电平时，第二逻辑信号为低电平，当第一逻辑信号为低电平时，第二逻辑信号为高电平；并且由dsp控制单元发出并留有一定的死区时间用于第一半桥结构和第二半桥结构的控制切换；
115.在没有接收到驱动模块切换指令时，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为高
电平，并控制第二逻辑信号为低电平，第一与门输出第一驱动信号至第一驱动模块，使得第一驱动模块输出pwm1信号，而第二与门是不会输出任何信号的，第二驱动模块不输出pwm2信号，此时只有q1和q4导通或关断；
116.在接收到驱动模块切换指令时，表明q1和/或q4出现了故障，会导致悬浮控制器失效，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为低电平，并控制第二逻辑信号为高电平，第二与门输出第二驱动信号至第二驱动模块，使得第二驱动模块输出pwm2信号，而第一与门是不会输出任何信号的，第一驱动模块不输出pwm1信号，那么就能控制q2和q3的导通或关断，q1和q4不再进行控制。
117.在以上实施例中介绍了悬浮控制器开关故障容错电路，下面对应用于悬浮控制器开关故障容错电路的悬浮控制器开关故障容错方法进行详细说明。
118.如图8所示，本发明实施例提供一种悬浮控制器开关故障容错方法，包括：
119.801、检测母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块的电磁铁模块电流；
120.802、当电磁铁模块电流为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障，生成驱动模块切换指令；
121.803、根据驱动模块切换指令将第一驱动模块切换为第二驱动模块，使得第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块导通时，电磁铁模块通过第二半桥结构通电流；第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块关断时，电磁铁模块通过两个续流模块进行续流。
122.本发明实施例中，由于悬浮控制器开关故障容错电路中，四个开关模块与电磁铁模块组成h桥结构，h桥结构包括第一半桥结构和第二半桥结构，每个半桥结构包括两个开关模块，两个续流模块分别与第一半桥结构中的两个开关模块并联，第一驱动模块和第一半桥结构的两个开关模块连接，第二驱动模块和第二半桥结构的两个开关模块连接，故障诊断模块与母线、第一驱动模块及电磁铁模块的两端连接，容错控制模块与故障诊断模块及两组驱动模块连接。因此，能够检测到母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块上的电磁铁模块电流值，当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障，生成驱动模块切换指令，根据驱动模块切换指令将第一驱动模块切换为第二驱动模块，使得第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块导通时，电磁铁模块通过第二半桥结构通电流；第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块关断时，电磁铁模块通过两个续流模块进行续流。在h桥结构悬浮控制器的第一半桥结构的开关器件出现故障，导致电磁铁模块无电流，悬浮控制器无法正常工作时，通过将第一驱动模块切换到第二驱动模块，使得第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块导通时，电磁铁模块通过第二半桥结构通电流，第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块关断时，电磁铁模块通过两个续流模块进行续流，保证了电磁铁模块上电流的正常流通，确保悬浮控制器的正常工作。
123.如图9所示，本发明实施例提供一种悬浮控制器开关故障容错方法，包括：
124.901、检测母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块上的电磁铁模块电流值；
125.902、根据电磁铁模块电流值、母线电压值及驱动模块判断第一半桥结构中的开关
模块是否故障；
126.903、当电磁铁模块电流值不为零时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
127.904、当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值或驱动模块状态异常时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
128.905、当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障；
129.906、生成驱动模块切换指令；
130.907、根据驱动模块切换指令将第一驱动模块切换为第二驱动模块，使得第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块导通时，电磁铁模块通过第二半桥结构通电流；第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块关断时，电磁铁模块通过两个续流模块进行续流。
131.本发明实施例中，利用检测到的母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块上的电磁铁模块电流值，进行第一半桥结构中的开关模块的故障判断，基于故障诊断算法，当电磁铁模块电流值不为零时，表明电磁铁l是正常通电的，不管母线电压值及驱动模块是否正常，都能确定第一半桥结构中的开关模块未故障；当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值或驱动模块状态异常时，此时表明是母线的电压出现异常，或者，第一驱动模块提供的pwm1信号时出现了异常，不能推断出是开关模块的异常，即使切换驱动模块也没有作用，此时确定第一半桥结构中的开关模块未故障；当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，表明肯定是第一半桥结构中的两个开关模块有一个或者两个出现故障了，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障，生成驱动模块切换指令，用于将第一驱动模块切换为第二驱动模块，启用第二半桥结构来实现电磁铁l的正常通流和续流。
132.如图10所示，本发明实施例提供一种悬浮控制器开关故障容错方法，包括：
133.1001、检测母线的母线电压值、第一驱动模块的驱动模块状态及电磁铁模块上的电磁铁模块电流值；
134.1002、根据电磁铁模块电流值、母线电压值及驱动模块判断第一半桥结构中的开关模块是否故障；
135.1003、当电磁铁模块电流值不为零时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
136.1004、当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值或驱动模块状态异常时，确定第一半桥结构中的开关模块未故障；
137.1005、输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为高电平，并控制第二逻辑信号为低电平，使得第一与门输出第一驱动信号至第一驱动模块；
138.1006、当电磁铁模块电流值为零，且母线电压值及驱动模块状态正常时，确定第一半桥结构中的开关模块出现故障；
139.1007、生成驱动模块切换指令；
140.1008、根据驱动模块切换指令输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为低电平，并控制第二逻辑信号为高电平，使得第二与门输出第二驱动信号至第二驱动模块，将第一驱动模块切换为第二驱动模块，使得第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模块导通时，电磁铁模块通过第二半桥结构通电流；第二驱动模块控制第二半桥结构的两个开关模
块关断时，电磁铁模块通过两个续流模块进行续流。
141.本发明实施例中，结合图6所示，为了确保第一驱动模块和第二驱动模块不会同时输出高电平，导致h桥结构中q1、q2、q3、q4都导通引起短路故障，第一逻辑信号与第二逻辑信号为互锁信号，互锁信号的意思是，当第一逻辑信号为高电平时，第二逻辑信号为低电平，当第一逻辑信号为低电平时，第二逻辑信号为高电平；并且由dsp控制单元发出并留有一定的死区时间用于第一半桥结构和第二半桥结构的控制切换，在没有接收到驱动模块切换指令时，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为高电平，并控制第二逻辑信号为低电平，第一与门输出第一驱动信号至第一驱动模块，使得第一驱动模块输出pwm1信号，而第二与门是不会输出任何信号的，第二驱动模块不输出pwm2信号，此时只有q1和q4导通或关断；
142.在接收到驱动模块切换指令时，表明q1和/或q4出现了故障，会导致悬浮控制器失效，输出原始驱动信号，控制第一逻辑信号为低电平，并控制第二逻辑信号为高电平，第二与门输出第二驱动信号至第二驱动模块，使得第二驱动模块输出pwm2信号，而第一与门是不会输出任何信号的，第一驱动模块不输出pwm1信号，那么就能控制q2和q3的导通或关断，q1和q4不再进行控制。
143.本发明实施例还提供一种悬浮控制器开关故障容错系统，系统包括：
144.以上图1-图6实施例中的悬浮控制器开关故障容错电路，并执行以上图8-图10实施例中的悬浮控制器开关故障容错方法。
145.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
146.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
147.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，在其他实施例中实现。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。