1.一种异步电机速度传感器故障容错控制方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、通过高频注入法进行速度估计；

步骤2、进行速度估计；

步骤3、通过扩展卡尔曼滤波进行速度估计；

步骤4、故障诊断和故障建模，具体过程是，

4.1)基于步骤1、步骤2、步骤3分别得到不同速度区段的转速估计值，通过各个转速估计值进行速度传感器的故障诊断，

定义 及 则有以下判定原则：

在低速段，当高频注入法速度估计器得到的估计值 扩展卡尔曼滤波速度估计器得到的估计值 通过比较器后，各自与速度传感器的实测值ωr的误差绝对值|e1|和|e3|大于所设定的阈值h时，则判定速度传感器发生故障；

在中高速度段，当全阶磁链观测器速度估计器的估计值 扩展卡尔曼滤波速度估计器得到的估计值 通过比较器后，各自与速度传感器的实测值ωr的误差绝对值|e2|和|e3|大于所设定的阈值h时，则判定速度传感器发生故障；

4.2)建立断线故障和固定偏差故障的模型，断线故障是在故障发生时刻t0之前速度传感器输出值正常，在t0之后速度传感器输出为0；

断线故障表达式是：

固定偏差故障是在故障发生时刻t0之前速度传感器输出值正常，在t0之后速度传感器输出值与正常值相差一个常数，ω实为传感器正常时实际测得的转速，t0为故障发生的时刻，

固定偏差故障表达式是：

M为速度传感器输出值与实际值之间的误差；

步骤5、在基于步骤4中的两种故障条件下，通过欧拉表决算法选择一个适中的速度估计器的输出作为速度反馈值。

2.根据权利要求1所述的异步电机速度传感器故障容错控制方法，其特征在于：所述的步骤1的具体过程是，

1.1)在异步电机的α轴、β轴上分别注入高频电压Δuα＝‑uisinωit、Δuβ＝uicosωit，ui是高频电压的幅值，ωi是高频电压的频率，t是时间；

1.2)在异步电机的定子侧得到α轴、β轴的定子电流，表达式是：其中， Lσd＝

Lsσd+Lrσd为d轴漏感，Lσq＝Lsσq+Lrσq为q轴漏感，Lsσd、Lrσd分别为d轴定转子漏感，Lsσq、Lrσq分别q轴定转子漏感，θr为转子位置；

1.3)在公式(1)的第二项中包含有需要的异步电机的转子位置信息，令为转子位置估计值，将公式(1)代入其中转换得到新的公式 通过一阶低通滤波器G(S)＝1/TS+1，其中的T＝2πfc为时间常数，fc为截止频率，S是复变量；

在本步骤中，截止频率fc＝400Hz，得到当电机转子角速度的估计值 趋近电机转子实测电角速度ωr时，

1.4)将步骤1.3)得到的 作为输入量，采用龙贝格观测算法对转速进行估计，表达式如下：

其中， 为转子角位置估计值的导数； 为转速估计值对时间的导数；

为电磁转矩，np为电机极对数，isq为定子q轴电流，ψr为转子磁链，Lm为定子和转子互感，Lr为转子电感；

增加一个积分增益ki1环节来提高龙贝格观测算法的稳态性能，最终通过公式对转速进行估计， 代表积分，kp1为误差的比例增益系数，ki1为误差的积分增益系数。

3.根据权利要求1所述的异步电机速度传感器故障容错控制方法，其特征在于：所述的步骤2的具体过程是，

2.1)建立静止坐标系下异步电机的电机模型，电机模型的表达式是：其中， 为系统矩阵，Rs、Rr分别为定子和转子电阻，Ls为定子电感，Tr为转子电磁时间常数， 为异步电机的漏磁系数，ωrT

为异步电机的转速；X1＝[isα isβ ψrα ψrβ] ，其中的isα、isβ分别为α轴、β轴的定子电流，ψrα、Tψrβ分别为α轴、β轴的转子磁链； 为输入矩阵；Y为观测矢量；U＝[usα usβ] ，其中的usα、usβ分别为α轴、β轴的定子电压； 为输出矩阵；

2.2)构造异步电机的全阶磁链观测器模型，表达式为：其中， 为α轴、β轴的定子电流估计值， 为α轴、β轴的转子磁链估计值； 为增益矩阵，为全阶磁链观测器

速度估计器得到的转速估计值；

2.3)将电机模型公式(3)作为参考模型，同时，将全阶磁链观测器模型公式(4)作为可调模型，利用这两个模型的状态变量构成自适应率，实时地调节全阶磁链观测器中的转速信号 当辨识的转速误差为零时， 收敛于0，此时的转速表达式为：其中，Kp2为转速观测比例增益，ki2为转速观测积分增益。

4.根据权利要求1所述的异步电机速度传感器故障容错控制方法，其特征在于：所述的步骤3的具体过程是，

3.1)对电机模型进行离散化，表达式如下：T

其中，X2(k)＝[isα(k) isβ(k) ψrα(k) ψrβ(k) ωr(k)]为当前时刻状态变量，isα(k)、isβ(k)分别为当前时刻α轴、β轴的定子电流，ψrα(k)、ψrβ(k)分别为当前时刻α轴、β轴的转子磁T链，ωr(k)为当前时刻转速；U(k‑1)＝[usα(k‑1) usβ(k‑1)] 为上一时刻输入量，usα(k‑1)、usβ(k‑1)分别为α轴、β轴上一时刻的定子电压；Y(k)是观测输出；

其中， 为系统矩阵，Ts为采

样时间； 为输入矩阵， 为输出矩阵；

3.2)通过 进行状态预测，

其中，

分别为α轴、β轴的定子电流上一时刻估计值， 分别为α轴、β轴的转子磁链上一时刻估计值， 为转速上一时刻估计值；

3.3)计算协方差矩阵更新中间矩阵P′(k)，表达式如下：T

P′(k)＝G2(k)P(k‑1)G2(k) +Q，其中，

其中，Q＝diag[q1 q2 q3 q4 q5]为系统噪声的协方差矩阵，q1,q2,q3,q4,q5是常数，分别对应isa(k)、isβ(k)、ψra(k)、ψrβ(k)、ωr(k)的测量噪声协方差，其中diag[]表示对角元素为方括号中的向量，除对角元素外其余元素皆为0；P(k‑1)为上一时刻协方差矩阵；

T T ‑1

3.4)计算Kalman增益K(k)，表达式是K(k)＝P′(k)Cd[CdP′(k)Cd+R] ，其中，R＝diag[r1 r2]为观测噪声的协方差矩阵，r1和r2均为常数，分别对应isa(k)、isβ(k)的测量噪声协方差，

3.5)进行状态更新，利用函数式 实施；

3.6)更新误差协方差，利用函数式P(k)＝[I‑K(k)Cd]P′(k)实施，其中的I是与P(k)同维的单位阵。

5.根据权利要求1所述的异步电机速度传感器故障容错控制方法，其特征在于：所述的步骤5的具体过程是，

预测当前时刻值ωest(k)＝2ωr(k‑1)‑ωr(k‑2)，其中ωr(k‑1)和ωr(k‑2)为速度传感器前一个时刻和前两个时刻的速度值，然后，若当前速度估计值在低速段选择高频注入法速度估计器和扩展卡尔曼滤波速度估计器两个速度估计输出中与ωest(k)误差最小的一个作为速度反馈；若当前速度估计值在中高速段选择扩展卡尔曼滤波速度估计器和全阶磁链观测器速度估计器两个速度估计输出中与ωest(k)误差最小的一个作为速度反馈。