三相交流程控信號(hào)源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及飛機(jī)供電程控系統(tǒng)，尤其涉及三相交流程控信號(hào)源。包括智能測(cè)量控制系統(tǒng)、幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路及基頻產(chǎn)生電路；智能測(cè)量控制系統(tǒng)包括控制單元和硬件單元，硬件單元包括串行接口、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、IO接口以及顯示單元；幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制單元包括用于控制智能測(cè)量控制系統(tǒng)硬件單元的硬件驅(qū)動(dòng)單元、用于解析上位機(jī)發(fā)送的命令參數(shù)的協(xié)議解析單元和用于結(jié)合參數(shù)控制智能測(cè)量的參數(shù)控制單元。本實(shí)用新型提供了一種操作簡(jiǎn)單、體積小、便于維護(hù)、信號(hào)精度高，調(diào)幅、變頻范圍寬、響應(yīng)速度快、每相幅值可獨(dú)立調(diào)節(jié)、可自動(dòng)校準(zhǔn)的三相交流程控信號(hào)源。
【專利說(shuō)明】三相交流程控信號(hào)源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電學(xué)領(lǐng)域，涉及飛機(jī)供電程控系統(tǒng)，尤其涉及三相交流程控信號(hào)源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著飛機(jī)供電系統(tǒng)的發(fā)展，交流供電已成為目前大多數(shù)飛機(jī)的主要供電方式，并且飛機(jī)的供電系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)的安全尤為重要，為了更好的對(duì)電源有所管理和監(jiān)控，飛機(jī)有專門(mén)的控制器對(duì)此進(jìn)行管理。因此，在對(duì)此控制器的研制和生產(chǎn)過(guò)程中都需要有電源作為信號(hào)輸入，以便對(duì)電源指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控分析，但在實(shí)際的研制和生產(chǎn)中用真實(shí)的電源進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)試，不僅維護(hù)不便而且能源消耗大，操作復(fù)雜。針對(duì)這些不便，在滿足試驗(yàn)和測(cè)試的條件下，進(jìn)行了飛機(jī)交流電源的仿真研究，用三相交流程控信號(hào)源來(lái)模擬真實(shí)電源進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)試，在控制器的研制和生產(chǎn)測(cè)試中，使用簡(jiǎn)單、可靠、安全。
[0003]目前，針對(duì)飛機(jī)電源監(jiān)控和管理的控制器的研制和測(cè)試來(lái)說(shuō)，電源作為輸入信號(hào)是不可缺少的，用真實(shí)電源體積大、耗能大、操作復(fù)雜、安全性差，市場(chǎng)上現(xiàn)有的三相變頻電源頻率和幅值可調(diào)節(jié)的范圍小、精度差且不能單相調(diào)節(jié)電壓，不能完全滿足控制器研制和測(cè)試時(shí)的條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中所存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種三相交流程控信號(hào)源。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種三相交流程控信號(hào)源，其特征在于:包括智能測(cè)量控制系統(tǒng)、幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路及基頻廣生電路；
[0007]上述智能測(cè)量控制系統(tǒng)包括控制單元和硬件單元；所述硬件單元包括串行接口、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、IO接口以及顯示單元；
[0008]上述幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制單元包括用于控制智能測(cè)量控制系統(tǒng)硬件單元的硬件驅(qū)動(dòng)單元、用于解析上位機(jī)發(fā)送的命令參數(shù)的協(xié)議解析單元和用于結(jié)合參數(shù)控制智能測(cè)量的參數(shù)控制單元；
[0009]上述幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路包括依次連接的PID調(diào)節(jié)器、乘法器、功率放大器、變壓器及反饋測(cè)量單元；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端與PID調(diào)節(jié)器的一個(gè)輸入端相連，PID調(diào)節(jié)器的另一個(gè)輸入端與反饋測(cè)量單元的輸出端相連；反饋測(cè)量單元的輸出端同時(shí)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連；
[0010]上述基頻產(chǎn)生電路包括依次連接的三相SPWM電路、低通濾波電路、基頻整形電路；所述IO接口與三相SPWM電路的輸入端相連；所述基頻整形電路的輸出端與乘法器的另一個(gè)輸入端相連；
[0011]上述智能測(cè)量控制系統(tǒng)的輸出參數(shù)通過(guò)IO接口傳輸?shù)交l產(chǎn)生電路產(chǎn)生頻率可調(diào)的二相交流號(hào)；
[0012]上述智能測(cè)量控制系統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)通過(guò)幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)幅值的電壓輸出；
[0013]上述顯示單元包括顯示接口及顯示屏。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]1.操作簡(jiǎn)單、體積小、便于維護(hù)。該設(shè)備是專門(mén)為模擬飛機(jī)交流電源而設(shè)計(jì)的。配合上位機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)電源參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化，且信號(hào)源提供故障注入功能，很大程度上方便了用戶的使用。
[0016]2.信號(hào)精度高，調(diào)幅、變頻范圍寬，響應(yīng)速度快，每相幅值可獨(dú)立調(diào)節(jié)。
[0017]3.自動(dòng)校準(zhǔn)。信號(hào)源可在程控指令的控制下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)精度自動(dòng)校準(zhǔn)，便于計(jì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]三相交流程控信號(hào)源主要由智能測(cè)量控制系統(tǒng)、幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路和基頻產(chǎn)生電路三部分組成系統(tǒng)組成，參見(jiàn)圖1。智能測(cè)量控制系統(tǒng)具有串行通訊接口，三相交流程控信號(hào)源通過(guò)該接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)三相調(diào)頻、單/三相調(diào)壓、相序設(shè)置、故障注入和計(jì)量校準(zhǔn)等五種主要功能。
[0020]智能測(cè)量控制系統(tǒng)是整個(gè)三相交流程控信號(hào)源的核心組成部分，該模塊由控制單元、串行接口、數(shù)模轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、IO接口、顯示接口和顯示屏等七部分組成，其中控制單元之外的六個(gè)部分為智能測(cè)量控制系統(tǒng)的硬件資源，而控制單元是整個(gè)智能測(cè)量控制系統(tǒng)的核心，它由底層硬件驅(qū)動(dòng)單元、協(xié)議解析單元和參數(shù)控制單元三個(gè)模塊組成，底層硬件驅(qū)動(dòng)單元用于控制智能測(cè)量控制系統(tǒng)的六個(gè)硬件資源，協(xié)議解析單元用來(lái)解析上位機(jī)發(fā)來(lái)的命令參數(shù)，最終轉(zhuǎn)化為具體的參數(shù)控制方案?jìng)鬟f給參數(shù)控制模塊，參數(shù)控制單元根據(jù)控制方案配置相應(yīng)的參數(shù)給自身的幅度閉環(huán)控制、幅度開(kāi)環(huán)設(shè)置和濾波算法子模塊，最終調(diào)用底層驅(qū)動(dòng)控制硬件資源，完成整個(gè)智能測(cè)量控制。
[0021]基頻產(chǎn)生電路由三相SPWM電路、低通濾波和基頻整形三部分組成，三相SPWM電路由智能測(cè)量控制系統(tǒng)的并行IO控制，在IO時(shí)序的控制下，實(shí)現(xiàn)三相SPWM波的輸出及參數(shù)調(diào)整，調(diào)整的參數(shù)包括SPWM載波頻率、三相輸出頻率和三相相序設(shè)置。低通濾波和基頻整形將SPWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為三相交流基頻信號(hào)。
[0022]幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路用于實(shí)現(xiàn)幅度參數(shù)的硬件閉環(huán)調(diào)節(jié)，它由PID調(diào)節(jié)器、乘法器、功率放大器、變壓器和反饋測(cè)量單元等五部分組成，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，PID調(diào)節(jié)器接收智能測(cè)量控制系統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出作為參數(shù)設(shè)置輸入，與反饋測(cè)量的輸入值比較后，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)與基頻信號(hào)相乘輸出至功率放大器，最終驅(qū)動(dòng)變壓器輸出。
[0023]五種功能實(shí)現(xiàn)的描述:
[0024]三相調(diào)頻功能通過(guò)調(diào)整三相SPWM電路的參數(shù)實(shí)現(xiàn)三相的整體頻率調(diào)整，智能測(cè)量控制系統(tǒng)接收到三相調(diào)頻指令后，由協(xié)議解析模塊翻譯為參數(shù)控制模塊的控制指令，參數(shù)控制模塊調(diào)用頻率/相序開(kāi)環(huán)設(shè)置子模塊，最終通過(guò)底層驅(qū)動(dòng)控制IO接口發(fā)送IO時(shí)序，控制三相SPWM電路改變?nèi)噍敵鲱l率值。
[0025]單/三相調(diào)節(jié)、相序設(shè)置、故障注入和計(jì)量校準(zhǔn)功能的實(shí)現(xiàn)與上述三相調(diào)頻功能類似，區(qū)別在于它們分別調(diào)用了參數(shù)控制模塊的不同子模塊，最終實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)相應(yīng)硬件資源，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。單/三相調(diào)節(jié)能夠單獨(dú)或同時(shí)調(diào)整三相輸出，相序設(shè)置，可以將輸出設(shè)置為正序和逆序，用戶進(jìn)行該項(xiàng)檢測(cè)時(shí)不需要手動(dòng)切換或者配備單獨(dú)的切換模塊，方便了使用。故障注入能夠模擬欠壓、過(guò)壓、頻率漂移和上電過(guò)緩等故障。計(jì)量校準(zhǔn)功能用于儀器的自動(dòng)計(jì)量，在高精度模式下，配合外部的安捷倫34410數(shù)字萬(wàn)用表，能夠?qū)崿F(xiàn)每一相的自動(dòng)校準(zhǔn)。
[0026]三相交流程控信號(hào)源是產(chǎn)生三相交流信號(hào)的設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口來(lái)接收上位機(jī)的命令，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的改變。顯示屏用來(lái)顯示當(dāng)前輸出的信號(hào)的幅值與頻率。使用時(shí)在上位機(jī)的配合下，完成頻率、電壓、相序的程控輸出，同時(shí)提供過(guò)壓、欠壓、上電過(guò)緩等故障模擬功能。三相交流程控信號(hào)源提供自動(dòng)控制測(cè)試程序和供二次開(kāi)發(fā)的SDK，能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的控制和用戶按照自己要求開(kāi)發(fā)的復(fù)雜的控制方式。配合外部的安捷倫34410數(shù)字萬(wàn)用表，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的自動(dòng)校準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種三相交流程控信號(hào)源，其特征在于:包括智能測(cè)量控制系統(tǒng)、幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路及基頻廣生電路； 所述智能測(cè)量控制系統(tǒng)包括控制單元和硬件單元；所述硬件單元包括串行接口、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、IO接口以及顯示單元； 所述幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制單元包括用于控制智能測(cè)量控制系統(tǒng)硬件單元的硬件驅(qū)動(dòng)單元、用于解析上位機(jī)發(fā)送的命令參數(shù)的協(xié)議解析單元和用于結(jié)合參數(shù)控制智能測(cè)量的參數(shù)控制單元； 所述幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路包括依次連接的PID調(diào)節(jié)器、乘法器、功率放大器、變壓器及反饋測(cè)量單元；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出端與PID調(diào)節(jié)器的一個(gè)輸入端相連，PID調(diào)節(jié)器的另一個(gè)輸入端與反饋測(cè)量單元的輸出端相連；反饋測(cè)量單元的輸出端同時(shí)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端相連； 所述基頻產(chǎn)生電路包括依次連接的三相SPWM電路、低通濾波電路、基頻整形電路；所述IO接口與三相SPWM電路的輸入端相連；所述基頻整形電路的輸出端與乘法器的另一個(gè)輸入端相連； 所述智能測(cè)量控制系統(tǒng)的輸出參數(shù)通過(guò)IO接口傳輸?shù)交l產(chǎn)生電路產(chǎn)生頻率可調(diào)的三相交流信號(hào)； 所述智能測(cè)量控制系統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)通過(guò)幅度參數(shù)硬件閉環(huán)控制電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)幅值的電壓輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流程控信號(hào)源，其特征在于；所述顯示單元包括顯示接口及顯示屏。
【文檔編號(hào)】G05F1/12GK203552107SQ201320560475
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】劉振濤, 李繼華, 張春新, 何榧, 徐懷勇, 羅衛(wèi)國(guó), 趙榮周 申請(qǐng)人:西安翔迅科技有限責(zé)任公司