三相交流程控信號源的製作方法
2023-11-02 06:29:57
三相交流程控信號源的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及飛機供電程控系統，尤其涉及三相交流程控信號源。包括智能測量控制系統、幅度參數硬體閉環控制電路及基頻產生電路；智能測量控制系統包括控制單元和硬體單元，硬體單元包括串行接口、數模轉換單元、模數轉換單元、IO接口以及顯示單元；幅度參數硬體閉環控制單元包括用於控制智能測量控制系統硬體單元的硬體驅動單元、用於解析上位機發送的命令參數的協議解析單元和用於結合參數控制智能測量的參數控制單元。本實用新型提供了一種操作簡單、體積小、便於維護、信號精度高，調幅、變頻範圍寬、響應速度快、每相幅值可獨立調節、可自動校準的三相交流程控信號源。
【專利說明】三相交流程控信號源
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電學領域，涉及飛機供電程控系統，尤其涉及三相交流程控信號源。
【背景技術】
[0002]隨著飛機供電系統的發展，交流供電已成為目前大多數飛機的主要供電方式，並且飛機的供電系統對飛機的安全尤為重要，為了更好的對電源有所管理和監控，飛機有專門的控制器對此進行管理。因此，在對此控制器的研製和生產過程中都需要有電源作為信號輸入，以便對電源指標進行監控分析，但在實際的研製和生產中用真實的電源進行試驗和測試，不僅維護不便而且能源消耗大，操作複雜。針對這些不便，在滿足試驗和測試的條件下，進行了飛機交流電源的仿真研究，用三相交流程控信號源來模擬真實電源進行試驗和測試，在控制器的研製和生產測試中，使用簡單、可靠、安全。
[0003]目前，針對飛機電源監控和管理的控制器的研製和測試來說，電源作為輸入信號是不可缺少的，用真實電源體積大、耗能大、操作複雜、安全性差，市場上現有的三相變頻電源頻率和幅值可調節的範圍小、精度差且不能單相調節電壓，不能完全滿足控制器研製和測試時的條件。
【發明內容】
[0004]為了解決【背景技術】中所存在的技術問題，本實用新型提出了一種三相交流程控信號源。
[0005]本實用新型的技術方案是:
[0006]一種三相交流程控信號源，其特徵在於:包括智能測量控制系統、幅度參數硬體閉環控制電路及基頻廣生電路；
[0007]上述智能測量控制系統包括控制單元和硬體單元；所述硬體單元包括串行接口、數模轉換單元、模數轉換單元、IO接口以及顯示單元；
[0008]上述幅度參數硬體閉環控制單元包括用於控制智能測量控制系統硬體單元的硬體驅動單元、用於解析上位機發送的命令參數的協議解析單元和用於結合參數控制智能測量的參數控制單元；
[0009]上述幅度參數硬體閉環控制電路包括依次連接的PID調節器、乘法器、功率放大器、變壓器及反饋測量單元；所述數模轉換單元的輸出端與PID調節器的一個輸入端相連，PID調節器的另一個輸入端與反饋測量單元的輸出端相連；反饋測量單元的輸出端同時與模數轉換單元的輸入端相連；
[0010]上述基頻產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輸入端相連；
[0011]上述智能測量控制系統的輸出參數通過IO接口傳輸到基頻產生電路產生頻率可調的二相交流號；
[0012]上述智能測量控制系統的數模轉換單元的輸出信號通過幅度參數硬體閉環控制電路驅動相應幅值的電壓輸出；
[0013]上述顯示單元包括顯示接口及顯示屏。
[0014]本實用新型的優點是:
[0015]1.操作簡單、體積小、便於維護。該設備是專門為模擬飛機交流電源而設計的。配合上位機，能夠實現電源參數的自動測試，實現測試自動化，且信號源提供故障注入功能，很大程度上方便了用戶的使用。
[0016]2.信號精度高，調幅、變頻範圍寬，響應速度快，每相幅值可獨立調節。
[0017]3.自動校準。信號源可在程控指令的控制下實現系統精度自動校準，便於計量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]三相交流程控信號源主要由智能測量控制系統、幅度參數硬體閉環控制電路和基頻產生電路三部分組成系統組成，參見圖1。智能測量控制系統具有串行通訊接口，三相交流程控信號源通過該接口與上位機進行通訊，實現三相調頻、單/三相調壓、相序設置、故障注入和計量校準等五種主要功能。
[0020]智能測量控制系統是整個三相交流程控信號源的核心組成部分，該模塊由控制單元、串行接口、數模轉換、模數轉換、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部分為智能測量控制系統的硬體資源，而控制單元是整個智能測量控制系統的核心，它由底層硬體驅動單元、協議解析單元和參數控制單元三個模塊組成，底層硬體驅動單元用於控制智能測量控制系統的六個硬體資源，協議解析單元用來解析上位機發來的命令參數，最終轉化為具體的參數控制方案傳遞給參數控制模塊，參數控制單元根據控制方案配置相應的參數給自身的幅度閉環控制、幅度開環設置和濾波算法子模塊，最終調用底層驅動控制硬體資源，完成整個智能測量控制。
[0021]基頻產生電路由三相SPWM電路、低通濾波和基頻整形三部分組成，三相SPWM電路由智能測量控制系統的並行IO控制，在IO時序的控制下，實現三相SPWM波的輸出及參數調整，調整的參數包括SPWM載波頻率、三相輸出頻率和三相相序設置。低通濾波和基頻整形將SPWM信號轉換為三相交流基頻信號。
[0022]幅度參數硬體閉環控制電路用於實現幅度參數的硬體閉環調節，它由PID調節器、乘法器、功率放大器、變壓器和反饋測量單元等五部分組成，形成閉環調節系統，PID調節器接收智能測量控制系統的數模轉換輸出作為參數設置輸入，與反饋測量的輸入值比較後，輸出相應的控制信號與基頻信號相乘輸出至功率放大器，最終驅動變壓器輸出。
[0023]五種功能實現的描述:
[0024]三相調頻功能通過調整三相SPWM電路的參數實現三相的整體頻率調整，智能測量控制系統接收到三相調頻指令後，由協議解析模塊翻譯為參數控制模塊的控制指令，參數控制模塊調用頻率/相序開環設置子模塊，最終通過底層驅動控制IO接口發送IO時序，控制三相SPWM電路改變三相輸出頻率值。
[0025]單/三相調節、相序設置、故障注入和計量校準功能的實現與上述三相調頻功能類似，區別在於它們分別調用了參數控制模塊的不同子模塊，最終實現了驅動相應硬體資源，達到自動控制的目的。單/三相調節能夠單獨或同時調整三相輸出，相序設置，可以將輸出設置為正序和逆序，用戶進行該項檢測時不需要手動切換或者配備單獨的切換模塊，方便了使用。故障注入能夠模擬欠壓、過壓、頻率漂移和上電過緩等故障。計量校準功能用於儀器的自動計量，在高精度模式下，配合外部的安捷倫34410數字萬用表，能夠實現每一相的自動校準。
[0026]三相交流程控信號源是產生三相交流信號的設備，通過標準的RS232接口來接收上位機的命令，實現信號的改變。顯示屏用來顯示當前輸出的信號的幅值與頻率。使用時在上位機的配合下，完成頻率、電壓、相序的程控輸出，同時提供過壓、欠壓、上電過緩等故障模擬功能。三相交流程控信號源提供自動控制測試程序和供二次開發的SDK，能夠實現簡單的控制和用戶按照自己要求開發的複雜的控制方式。配合外部的安捷倫34410數字萬用表，能夠實現高精度的自動校準。
【權利要求】
1.一種三相交流程控信號源，其特徵在於:包括智能測量控制系統、幅度參數硬體閉環控制電路及基頻廣生電路； 所述智能測量控制系統包括控制單元和硬體單元；所述硬體單元包括串行接口、數模轉換單元、模數轉換單元、IO接口以及顯示單元； 所述幅度參數硬體閉環控制單元包括用於控制智能測量控制系統硬體單元的硬體驅動單元、用於解析上位機發送的命令參數的協議解析單元和用於結合參數控制智能測量的參數控制單元； 所述幅度參數硬體閉環控制電路包括依次連接的PID調節器、乘法器、功率放大器、變壓器及反饋測量單元；所述數模轉換單元的輸出端與PID調節器的一個輸入端相連，PID調節器的另一個輸入端與反饋測量單元的輸出端相連；反饋測量單元的輸出端同時與模數轉換單元的輸入端相連； 所述基頻產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輸入端相連； 所述智能測量控制系統的輸出參數通過IO接口傳輸到基頻產生電路產生頻率可調的三相交流信號； 所述智能測量控制系統的數模轉換單元的輸出信號通過幅度參數硬體閉環控制電路驅動相應幅值的電壓輸出。
2.根據權利要求1所述的三相交流程控信號源，其特徵在於；所述顯示單元包括顯示接口及顯示屏。
【文檔編號】G05F1/12GK203552107SQ201320560475
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】劉振濤, 李繼華, 張春新, 何榧, 徐懷勇, 羅衛國, 趙榮周 申請人:西安翔迅科技有限責任公司