本發(fā)明涉及供電綜合管理控制，具體地說，涉及一種熱紅外探測系統(tǒng)各模塊供電綜合管理控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、熱紅外探測系統(tǒng)各模塊供電綜合管理控制系統(tǒng)旨在提升系統(tǒng)抗電磁干擾能力和故障監(jiān)控精準(zhǔn)度，通過實時抑制電磁干擾和動態(tài)監(jiān)測模塊運行狀態(tài)，監(jiān)控各模塊的供電穩(wěn)定性和運行狀態(tài)，熱紅外探測系統(tǒng)各模塊供電綜合管理控制系統(tǒng)通過基于費米子屏蔽效應(yīng)的自適應(yīng)電磁屏蔽技術(shù)，解決復(fù)雜干擾信號頻譜不固定、頻率多變導(dǎo)致的干擾抑制難題，實現(xiàn)對干擾信號頻率和相位的動態(tài)跟蹤和實時反相屏蔽，保證系統(tǒng)供電的純凈性和穩(wěn)定性；

2、現(xiàn)有的供電綜合管理控制系統(tǒng)通常難以在多頻、多源復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下實現(xiàn)高效抗干擾，且由于模塊間供電負(fù)載波動和干擾頻率的動態(tài)變化，會導(dǎo)致干擾信號難以完全抑制、模塊工作狀態(tài)監(jiān)控滯后以及潛在故障無法及時預(yù)警問題，因此，設(shè)計一種熱紅外探測系統(tǒng)各模塊供電綜合管理控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種熱紅外探測系統(tǒng)各模塊供電綜合管理控制系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的由于模塊間供電負(fù)載波動和干擾頻率的動態(tài)變化，會導(dǎo)致干擾信號難以完全抑制、模塊工作狀態(tài)監(jiān)控滯后以及潛在故障無法及時預(yù)警問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的在于提供了一種熱紅外探測系統(tǒng)各模塊供電綜合管理控制系統(tǒng)，包括：

3、電源轉(zhuǎn)換單元，所述電源轉(zhuǎn)換單元用于將外部28v直流電源轉(zhuǎn)換為熱紅外探測系統(tǒng)需要的多路電壓，并且第一次檢測供電入口浪涌電流；

4、還包括分配管理單元，所述分配管理單元用于將多路電壓分配到熱紅外探測系統(tǒng)的不同模塊，以及為特定模塊提供多電壓轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定輸出；

5、還包括保護(hù)抑制單元，所述保護(hù)抑制單元用于控制電流浪涌，并利用費米子屏蔽效應(yīng)構(gòu)建自適應(yīng)電磁屏蔽層，抑制多模塊供電中的電磁干擾；

6、還包括智能監(jiān)控單元，所述智能監(jiān)控單元實時監(jiān)測各模塊的電壓、電流和溫度，計算分形維數(shù)并建立故障分形圖實時監(jiān)控各電源模塊的工作狀態(tài)；

7、還包括冗余切換單元，所述冗余切換單元用于為熱紅外探測系統(tǒng)提供冗余電源，在輸入電源故障時自動切換至冗余電源。

8、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源轉(zhuǎn)換單元包括dc/dc變換器、emi濾波模塊和第一級電流浪涌抑制模塊；

9、其中，所述dc/dc變換器用于將外部輸入的28v直流電源轉(zhuǎn)換為熱紅外探測系統(tǒng)所需不同電壓，包括+5v、+12v、+15v、-15v直流電源；

10、所述emi濾波模塊通過抑制高頻電磁波和噪聲，抑制電源轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的電磁干擾；

11、emi濾波模塊包括低通濾波電路和抗干擾器件，專門針對頻率范圍內(nèi)的emi信號進(jìn)行過濾；

12、所述第一級電流浪涌抑制模塊為系統(tǒng)第一層浪涌抑制，處于系統(tǒng)入口，用于抑制外部供電入口浪涌電流。

13、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分配管理單元包括電流分配模塊、多電壓轉(zhuǎn)換模塊和過電流保護(hù)模塊；

14、其中，所述電流分配模塊根據(jù)不同模塊的負(fù)載需求將電流分配到各個模塊，并通過電流監(jiān)控電路實時測量和調(diào)節(jié)電流流向；

15、所述多電壓轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)為紅外驅(qū)動板以及圖像處理板提供不同電壓的輸出；

16、所述過電流保護(hù)模塊實時監(jiān)控系統(tǒng)中電流的流動，當(dāng)電流超出預(yù)設(shè)的安全閾值時，通過熔斷器切斷電源自動觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。

17、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述保護(hù)抑制單元包括第二級電流浪涌抑制模塊和電磁干擾屏蔽模塊；

18、其中，所述第二級電流浪涌抑制模塊為系統(tǒng)第二層浪涌抑制，用于對經(jīng)過第一級電流浪涌抑制模塊的電流進(jìn)行二次過濾，抑制電流波動幅度較小和持續(xù)時間較長的浪涌；

19、所述電磁干擾屏蔽模塊通過費米子屏蔽效應(yīng)構(gòu)建自適應(yīng)電磁屏蔽層，動態(tài)抑制熱紅外探測系統(tǒng)中的電磁干擾。

20、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電磁干擾屏蔽模塊通過費米子屏蔽效應(yīng)構(gòu)建自適應(yīng)電磁屏蔽層，動態(tài)抑制熱紅外探測系統(tǒng)中的電磁干擾，具體方法步驟如下：

21、s3.1、通過傳感器陣列實時監(jiān)測電磁信號，采集第個干擾信號的頻率、幅值和相位，并計算總干擾信號；

22、s3.2、采用離散傅里葉變換對總干擾信號進(jìn)行頻譜分析，識別主要干擾信號頻率分量以及強(qiáng)度，確定屏蔽頻率范圍；

23、s3.3、基于屏蔽頻率范圍，利用費米子屏蔽效應(yīng)的思想，構(gòu)建干擾信號的反相屏蔽場，得出反相屏蔽場總信號；

24、s3.4、基于總干擾信號和反相屏蔽場總信號疊加計算總系統(tǒng)信號；

25、s3.5、使用反饋控制策略實時調(diào)整反相屏蔽場總信號的屏蔽參數(shù)，動態(tài)抑制熱紅外探測系統(tǒng)中的電磁干擾，并計算屏蔽效率驗證屏蔽效果。

26、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3.1中，通過傳感器陣列實時監(jiān)測電磁信號，采集第個干擾信號的頻率、幅值和相位，并計算總干擾信號，具體方法如下：

27、；

28、；

29、其中，所述為干擾信號的標(biāo)號；為第個干擾信號；為干擾信號總數(shù)；為時間點；

30、所述s3.2中，采用離散傅里葉變換對總干擾信號進(jìn)行頻譜分析，識別主要干擾信號頻率分量以及強(qiáng)度，確定屏蔽頻率范圍，具體方法如下：

31、；

32、；

33、其中，為頻率分量的索引；為頻譜中第個頻率分量的復(fù)數(shù)表示；為采樣周期；為總采樣點數(shù)；為離散傅里葉變換中的復(fù)指數(shù)基函數(shù)；為主要干擾信號頻率分量；為屏蔽頻率范圍的下限；為屏蔽頻率范圍的上限。

34、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3.3中，基于屏蔽頻率范圍，利用費米子屏蔽效應(yīng)的思想，構(gòu)建干擾信號的反相屏蔽場，得出反相屏蔽場總信號，具體方法如下：

35、構(gòu)造干擾信號的反相屏蔽場：

36、；

37、計算反相屏蔽場總信號：

38、；

39、其中，為

40、所述s3.4中，基于總干擾信號和反相屏蔽場總信號疊加計算總系統(tǒng)信號，具體方法如下：

41、；

42、通過正弦疊加公式可得：

43、；

44、簡化后：

45、；

46、表示干擾信號被完全抵消。

47、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3.5中，使用反饋控制策略實時調(diào)整反相屏蔽場總信號的屏蔽參數(shù)，動態(tài)抑制熱紅外探測系統(tǒng)中的電磁干擾，并計算屏蔽效率驗證屏蔽效果，具體方法如下：

48、反饋控制策略：

49、；

50、；

51、；

52、其中，為實時測得的第個干擾信號的幅值；為實時測得的第個干擾信號的頻率；為實時測得的第個干擾信號的相位；為實時更新后的第個調(diào)整屏蔽信號的幅值；為實時更新后的第個調(diào)整屏蔽信號的頻率；為實時更新后的第個調(diào)整屏蔽信號的相位；

53、屏蔽效率：

54、；

55、其中，為屏蔽效率；為起始測試時間；為終止測試時間。

56、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述智能監(jiān)控單元實時監(jiān)測各模塊的電壓、電流和溫度，計算分形維數(shù)并建立故障分形圖實時監(jiān)控各電源模塊的工作狀態(tài)，具體方法步驟如下：

57、s4.1、通過傳感器實時采集每個模塊的電壓、電流和溫度信號，記錄為時間信號，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

58、；

59、其中，為系統(tǒng)模塊編號；為系統(tǒng)模塊總數(shù)；為第個模塊在時間點的時間信號；為第個模塊在時間點的電壓；為第個模塊在時間點的電流；為第個模塊在時間點的溫度；

60、將時間信號標(biāo)準(zhǔn)化為標(biāo)準(zhǔn)化時間信號：

61、；

62、；

63、；

64、其中，為第個模塊的信號均值；為第個模塊的信號標(biāo)準(zhǔn)差；為采樣總時間；

65、s4.2、對每個模塊的標(biāo)準(zhǔn)化信號，采用盒計數(shù)法計算分形維數(shù)；

66、將時間信號的時間序列劃分為等長度的區(qū)間，每個區(qū)間長度為；

67、統(tǒng)計時間信號中在每個區(qū)間內(nèi)的點數(shù)，；

68、計算第個模塊的分形維數(shù)：

69、；

70、其中，為盒計數(shù)法的分辨率尺度；

71、s4.3、基于分形維數(shù)，建立故障分形圖；

72、定義分形維數(shù)的正常范圍；

73、將模塊狀態(tài)分為正常和故障兩類：

74、；

75、生成第個模塊的故障分形圖：

76、；

77、s4.4、根據(jù)故障分形圖實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，建立觸發(fā)報警規(guī)則；

78、。

79、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述冗余切換單元包括功率檢測模塊和電源切換模塊；

80、其中，所述功率檢測模塊通過實時監(jiān)測各模塊功率，判斷系統(tǒng)是否存在故障，具體方法如下：

81、若功率在設(shè)定時間內(nèi)持續(xù)降低到設(shè)定最低值，觸發(fā)電源故障信號；

82、所述電源切換模塊接收電源故障信號，在輸入電源故障時迅速切換至冗余電源，具體方法如下：

83、在收到故障信號后，立即斷開輸入電源并接通冗余電源，切換過程響應(yīng)時間小于預(yù)設(shè)上限響應(yīng)時間；

84、輸入電源恢復(fù)正常后，切換回輸入電源，完成“回切”操作。

85、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

86、1、該一種熱紅外探測系統(tǒng)各模塊供電綜合管理控制系統(tǒng)中，基于費米子屏蔽效應(yīng)，構(gòu)建自適應(yīng)電磁屏蔽層，可以實時抑制復(fù)雜環(huán)境中的多頻、多源電磁干擾，通過傳感器陣列檢測干擾信號的頻率、幅值和相位，利用離散傅里葉變換提取頻譜特征，并生成與干擾信號反相的屏蔽場信號，并借助反饋控制策略，動態(tài)調(diào)整屏蔽場參數(shù)，實現(xiàn)對電磁干擾的精確抵消，確保系統(tǒng)供電的純凈性和穩(wěn)定性。

87、2、該一種熱紅外探測系統(tǒng)各模塊供電綜合管理控制系統(tǒng)中，通過計算分形維數(shù)并建立故障分形圖，結(jié)合分形維數(shù)的正常范圍對模塊狀態(tài)進(jìn)行分類，實時監(jiān)測各模塊的運行狀態(tài)。