一种自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法及装置与流程

本发明涉及数字信号处理，尤其涉及一种自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法及装置。

背景技术：

1、输出电压纹波增大对系统本身和其余系统会产生较大的电磁干扰，实时采集输出电压纹波有助于实时判断系统状态，如当高频二极管损坏时，输出电压纹波将会大大增大，将故障最小化。随着电力电子变换器开关频率的不断提高，输出电压纹波频率也随之增大。

2、以充电机举例说明，当前充电机开关频率为70khz，输出电压纹波频率已达到140khz，根据采样定理，至少需要280khz的采样频率才可以还原纹波波形，280khz采样频率过高，大大影响中央处理器(centra l process i ng unit，cpu)内其余软件控制算法的运行，在当前既有充电机硬件平台(cpu采用dsp)基础上若想实现如此高频率的纹波采样并且保证其余软件算法运行流畅是不现实的。因此，如何在硬件系统不变且不影响其余软件控制算法的基础上，实现自适应的以低频采样频率采集高频输出电压纹波成为急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术所存在的缺陷，提供自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法，以解决在硬件系统不变且不影响其余软件控制算法的基础上，无法自适应的以低频采样频率采集高频输出电压纹波的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供第一方面提供了一种自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法，所述方法包括：

3、获取dsp的第一采样频率、输出电压的预估纹波频率和dsp工作频率；

4、根据第一采样频率和dsp工作频率，确定dsp采样周期分辨率；以及根据预估纹波频率和dsp工作频率，确定输出电压的预估纹波周期分辨率；

5、根据dsp采样周期分辨率和预估纹波周期分辨率，确定第一错位采样周期；

6、对第一采样频率进行调整，得到第二采样频率，根据第二采样频率，得到第二错位采样周期；

7、根据第一错位采样周期，得到第一纹波信息；以及，通过第二错位采样周期，得到第二纹波信息；第一纹波信息包括第一纹波因数；第二纹波信息包括第二纹波因数；

8、判断第一纹波因数和第二纹波因数的差值是否超出预设阈值；

9、当未超出预设阈值时，输出第二纹波信息。

10、在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一采样频率和dsp工作频率，确定dsp采样周期分辨率具体包括：

11、根据所述dsp工作频率和所述第一采样频率的比值，确定dsp采样周期分辨率。

12、在一种可能的实现方式中，所述根据所述纹波频率和dsp工作频率，确定输出电压的预估纹波周期分辨率具体包括：

13、根据所述dsp工作频率和所述预估纹波频率的比值，确定输出电压的纹波周期分辨率。

14、在一种可能的实现方式中，所述根据所述dsp采样周期分辨率和预估纹波周期分辨率，确定第一错位采样周期具体包括：

15、根据公式确定第一错位采样周期；

16、其中，tc为dsp采样周期分辨率，ts为输出电压的预估纹波周期分辨率，tcw为第一错位采样周期，fdsp为dsp工作频率，cei l为mathcad中的运算算法，表示向上取整，返回不小于它的最小整数。

17、在一种可能的实现方式中，所述对所述第一采样频率进行调整，得到第二采样频率具体包括：

18、对所述第一采样频率进行微调，得到第二采样频率。

19、在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

20、当超出预设阈值时，对dsp的第一采样频率进行微调。

21、第二方面，本发明提供了一种自适应的高频输出电压纹波的实时采集装置，所述装置包括：

22、获取模块，所述获取模块用于获取dsp的第一采样频率、输出电压的预估纹波频率和dsp工作频率；

23、第一确定模块，所述第一确定模块用于根据第一采样频率和dsp工作频率，确定dsp采样周期分辨率；以及根据预估纹波频率和dsp工作频率，确定输出电压的预估纹波周期分辨率；

24、第二确定模块，所述第二确定模块用于根据dsp采样周期分辨率和预估纹波周期分辨率，确定第一错位采样周期；

25、微调模块，所述微调模块用于对第一采样频率进行调整，得到第二采样频率，根据第二采样频率，得到第二错位采样周期；

26、采样模块，所述采样模块用于根据第一错位采样周期，得到第一纹波信息；以及，通过第二错位采样周期，得到第二纹波信息；第一纹波信息包括第一纹波因数；第二纹波信息包括第二纹波因数；

27、判断模块，所述判断模块用于判断第一纹波因数和第二纹波因数的差值是否超出预设阈值；

28、输出模块，所述输出模块用于当未超出预设阈值时，输出第二纹波信息。

29、第三方面，本发明提供了一种计算机服务器，包括：存储器、处理器和收发器；

30、所述处理器用于与所述存储器耦合，读取并执行所述存储器中的指令，以实现第一方面任一项所述的自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法；

31、所述收发器与所述处理器耦合，由所述处理器控制所述收发器进行消息收发。

32、第四方面，本发明提供了一种芯片系统，包括处理器，所述处理器与存储器的耦合，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现第一方面任一项所述的自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法。

33、第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行第一方面任意一项所述的自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法。

34、本发明提供的自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法可在采样频率较低时，实现对充电机高频输出电压纹波的实时在线采集，增加了cpu的利用率，节约了资源和成本。并且在无需过多占用cpu资源的同时实现采样精度的可调可控，可推广至类似的领域。技术效果如下：

35、(1)根据采样定理，既有技术想要实现高频信号的采集必须保证采样频率至少大于信号频率两倍以上。本申请可在采样频率为较低频率(如上文中的10khz)时，实现对充电机高频输出电压纹波(如上文中的140khz)的采集；

36、(2)采样精度可调、可控：对采样周期的选择方法进行公式化说明，对交错采样周期进行量化，实现采样精度的可调、可控，同时可实时计算实际的采样时间；

37、(3)自适应性：可根据开关频率和交错采样周期计算，自动适配微调采样频率，实现纹波采集的准确性；

38、(4)采样冗余、准确性高：对纹波采样方法软件流程进行说明，通过上文公式微调采样频率，对输出电压纹波在两种不同的交错采样周期条件下进行采集，保证纹波采集的准确性；

39、(5)实时性，既有的纹波采集多为纹波检测，本发明输出电压纹波采集是实时性的，可及时的进行输出电压纹波的在线监控及故障上报。

技术特征：

1.一种自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一采样频率和dsp工作频率，确定dsp采样周期分辨率具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述纹波频率和dsp工作频率，确定输出电压的预估纹波周期分辨率具体包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述dsp采样周期分辨率和预估纹波周期分辨率，确定第一错位采样周期具体包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一采样频率进行调整，得到第二采样频率具体包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.一种自适应的高频输出电压纹波的实时采集装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种计算机服务器，其特征在于，包括：存储器、处理器和收发器；

9.一种芯片系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器与存储器的耦合，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述的自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行权利要求1-6任意一项所述的自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法。

技术总结本发明实施例涉及一种自适应的高频输出电压纹波的实时采集方法，包括：获取DSP的第一采样频率、输出电压的预估纹波频率和DSP工作频率；根据第一采样频率和DSP工作频率，确定DSP采样周期分辨率；根据预估纹波频率和DSP工作频率，确定输出电压的预估纹波周期分辨率；根据DSP采样周期分辨率和预估纹波周期分辨率，确定第一错位采样周期；对第一采样频率进行调整，得到第二采样频率，根据第二采样频率，得到第二错位采样周期；根据第一错位采样周期，得到第一纹波信息；通过第二错位采样周期，得到第二纹波信息；第一、二纹波信息依次包括第一、二纹波因数；判断第一、第二纹波因数的差值是否超出预设阈值；当未超出预设阈值时，输出第二纹波信息。技术研发人员：李海洋,赵许强,祝博伟,朱友远,迟久鸣,张金龙受保护的技术使用者：中车青岛四方车辆研究所有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25