一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置和方法与流程

本发明涉及但不限于航空电气，尤指一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置和方法。

背景技术：

1、随着多电/全电飞机技术的迅速发展，机上用电设备负载特性日益多样化，这对电源系统的带载能力提出了新的要求。在稳态可靠工作的基础上，对电源系统瞬态特性的要求也随之升高。

2、现有模拟式高压直流发电机控制器对发电机重要指标进行采样仅用于上位机的显示，如图1所示，为现有模拟式高压直流发电机控制器对发电机重要指标进行采样的硬件原理示意图。上述模拟式高压直流发电机控制器对需采集的模拟量经分压滤波处理后，送入多路选择器进行通路选择后，逐个送入a/d模块进行转换。在该采样方式中，各个采样电路进行峰值采样后，使用多路选择器对所要转换的模拟量进行选择，再送至a/d转换模块，无法进行同步采样。另外，现有模拟式高压直流发电机控制器在对励磁电流、励磁正端电压等模拟量进行采样时，采样精度差，存在偏差和波动等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的：为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置和方法，以解决现有模拟式高压直流发电机控制器，基于其所采用的硬件电路构成形式，导致控制器无法实现同步采样要求的问题，以及解决重要采样指标存在偏差和波动的问题。

2、本发明的技术方案：本发明实施例提供一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置，包括：多通道a/d转换模块具有用于同步采样的多个通道，用于同步采集励磁机和发电机上的多个模拟量信号，并同步对采集到的多个模拟量信号进行转换，以得到对应的数字信号；

3、核心处理模块，用于控制多通道a/d转换模块的各通道的采样点和采样方式，并且对多通道a/d转换模块同步采集并转换的数字信号进行处理，得到每次采样均受到前一次采样值影响的本次采样值。

4、可选地，如上所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置中，

5、所述多通道a/d转换模块中包括6个通道，用于同步采样励磁正端电压(经过h桥的电压)、励磁负端电压(经过励磁绕组的电压)、母线电压(未经h桥的电压)、励磁电流、发电机输出电压、发电机电流。

6、可选地，如上所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置中，

7、所述多通道a/d转换模块中的每个通道，用于根据pwm波的周期t，在周期t内以间隔相同时间进行平均采样，使得采样点平均分布在整个pwm波的周期内。

8、可选地，如上所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置中，

9、所述多通道a/d转换模块中的每个通道，在对每个采样点进行采样时，对每个采样点进行过采样处理，即每个采样点进行至少4次采样，以获取该采样点的采样值。

10、可选地，如上所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置中，所述核心处理模块用于控制多通道a/d转换模块的采样点和采用方式，包括：

11、控制多通道a/d转换模块中各通道在pwm波的每个周期t中的采样点，以及对每个采样点进行过采样的实施方式。

12、可选地，如上所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置中，所述核心处理模块用于对多通道a/d转换模块同步采集并转换的数字信号进行处理，包括：

13、对pwm波的每个周期内的每个采样点进行过采样，并通过对每个周期t内的采样值进行滑动平均滤波处理，得到的本次采样受到前一次采样值影响的本次采样值。

14、本发明实施例还提供一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样方法，采用如上述任一项所述的数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置执行对发电机信号的同步采样，所述同步采样方法包括：

15、步骤1，对pwm波周期内的单个采样点进行过采样，以获得单个采样点的采样值；

16、步骤2，对pwm波的每个周期内的每个采样点进行过采样，并通过对每个周期t内的采样值进行滑动平均滤波处理，使得本次输出的采样值都会受到前一次采样值的影响。

17、可选地，所述的数字式高压直流发电机控制器的同步采样方法中，所述步骤1之前，还包括：

18、设置采样点的过采样次数为2的倍数；

19、所述步骤1中，对个单个采样点的多个采样值进行平均处理时，利用移位操作代替除法对数据进行处理，通过将多个采样值的叠加值右移两位得到平均后的采样值。

20、可选地，所述的数字式高压直流发电机控制器的同步采样方法中，所述步骤2中对每个周期t内的采样值进行滑动平均滤波处理的方式为：

21、设本次滤波结果为yn，上一次的滤波结果为yn-1，本次采集值为xn，滤波系数为α，且α∈[0,1]，则本次采样点输出结果为：

22、yn＝αyn-1+(1-α)xn；

23、将本次采样点输出结果转换为便于实施移位操作的表达式：

24、

25、可选地，所述的数字式高压直流发电机控制器的同步采样方法中，

26、所述步骤2中转换后实施移位操作的表达式中，将本次采样值与上一次采样值做概率叠加处理，使得本次输出的采样值都会受到前一次采样值的影响。

27、本发明的有益效果：本发明实施例提供一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置和方法，该同步采样装置使用具有多通道采集功能的a/d模数转模块，通过在软件中调用中断函数实现在pwm波的整个周期内进行平均采样，且每个采样点均进行过采样处理，并对每个周期t内的采样值进行滑动平均滤波处理，从而使得到的本次采样受到前一次采样值影响的本次采样值，即实现了对每次采样值起到平滑的作用，避免采样值跳动。采用本发明实施例提供的采样装置执行采样，解决了现有模拟式发电机控制器在进行重要指标采集时，存在的无法进行同步采样，且采样值存在跳变情况的问题；采用该装置得到的采样结果更符合实际工况，为后续数字式调压控制算法的实现奠定了基础，具有较大的工程应用价值。

技术特征：

1.一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置，其特征在于，所述核心处理模块用于控制多通道a/d转换模块的采样点和采用方式，包括：

6.根据权利要求5所述数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置，其特征在于，所述核心处理模块用于对多通道a/d转换模块同步采集并转换的数字信号进行处理，包括：

7.一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样方法，其特征在于，采用如权利要求1～6中任一项所述的数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置执行对发电机信号的同步采样，所述同步采样方法包括：

8.根据权利要求7所述的数字式高压直流发电机控制器的同步采样方法，其特征在于，所述步骤1之前，还包括：

9.根据权利要求8所述的数字式高压直流发电机控制器的同步采样方法，其特征在于，所述步骤2中对每个周期t内的采样值进行滑动平均滤波处理的方式为：

10.根据权利要求9所述的数字式高压直流发电机控制器的同步采样方法，其特征在于，

技术总结本发明实施例公开了一种数字式高压直流发电机控制器的同步采样装置和方法，装置包括：多通道A/D转换模块具有用于同步采样的多个通道，用于同步采集励磁机和发电机上的多个模拟量信号，并同步对采集到的多个模拟量信号进行转换，以得到对应的数字信号；核心处理模块，用于控制多通道A/D转换模块的各通道的采样点和采样方式，并且对多通道A/D转换模块同步采集并转换的数字信号进行处理，得到每次采样均受到前一次采样值影响的本次采样值。本发明实施例提供的技术方案解决了现有模拟式高压直流发电机控制器，基于其所采用的硬件电路构成形式，导致控制器无法实现同步采样要求的问题，以及解决了重要采样指标存在偏差和波动的问题。技术研发人员：张楚蕙,袁晓伟,王文强受保护的技术使用者：陕西航空电气有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30