一种同步检测方法技术

本发明专利技术公开一种同步检测方法，适用于闭环系统，运算子系统向执行子系统发送的数据包含闭环系统正常运行的必要的发送闭环数据A1和附加的发送开环数据B1，执行子系统从运算子系统接收到的数据包含接收闭环数据A2和接收开环数据B2，执行子系统将接收闭环数据A2按照正常运行的逻辑处理并下发给被控对象，记录被控对象状态量的扰动以及扰动时刻；执行子系统将接收开环数据B2处理后记录接收开环数据的异常现象以及异常时刻；根据被控对象状态量的扰动时刻和接收开环数据B2的异常时刻来查找对应时刻的被控对象状态量波形和接收开环数据录波。此方法实现简单，能准确地检测出是否同步，方便定位出被控对象扰动与同步的关系。

【技术实现步骤摘要】
一种同步检测方法
本专利技术属于电力电子
，特别涉及一种控制系统中各子系统工作的同步检测方法。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，基于全控型半导体器件的换流器广泛应用于新能源发电以及柔性交直流输电领域。该种类型的换流器动态响应快，控制灵活，但是对控制的实行性也提出了较高的要求，因此设计高速可靠的控制系统对控制性能非常重要。在小功率应用领域，控制系统中的采样、控制和驱动等环节通常由同一块处理器完成，各个环节天然同步，实时性较好。但是随着电力电子技术在大功率应用领域的广泛应用，一块处理器的处理能力已经远远不能满足需求，需要将控制系统中的各环节独立并分割成不同子系统。目前最常用的分割方案是将控制系统分割成采样子系统、运算子系统和执行子系统，上述三个子系统又可以继续分割。但是无论采样哪种分割方式，各个子系统之间都应在一定程度上保持同步。当运算子系统与执行子系统标称执行周期一致时，如果不同步就会导致通讯数据的丢帧或者重帧，当通讯数据中包含交流分量时，丢帧相当于交流分量相位的突变，重帧相当于交流分量相位的不变，而交流分量的相位应该是一个渐变的过程，所以通讯数据的丢帧和重帧都会给控制系统带来扰动，从而给被控对象带来扰动。当运算子系统与执行子系统标称执行周期不一致时，通讯数据必然会周期性的丢帧或者重帧，丢帧或重帧的周期等于控制运算子系统与执行子系统标称执行周期的最小公倍数，这个最小公倍数称为固有扰动周期，此时给相位带来的是高频的小扰动，如果不同步就会导致在特定的固有扰动周期里连续出现丢帧或者重帧，扰动得到累加，从而形成较大的扰动。目前关于如何实现同步的方法有很多，但是关于同步检测的方法鲜有报道，因此有必要寻找一种实现简单的同步检测方法，能准确地检测出是否同步，方便定位出被控对象扰动与同步的关系，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种同步检测方法，其实现简单，能准确地检测出是否同步，方便定位出被控对象扰动与同步的关系。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种同步检测方法，适用于闭环系统，所述闭环系统包含采样子系统、运算子系统、执行子系统和被控对象；运算子系统向执行子系统发送的数据包含闭环系统正常运行的必要的发送闭环数据A1和附加的发送开环数据B1，执行子系统从运算子系统接收到的数据包含接收闭环数据A2和接收开环数据B2，同步检测的步骤如下：(1)执行子系统将接收闭环数据A2按照正常运行的逻辑处理并下发给被控对象，记录被控对象状态量的扰动以及扰动时刻；(2)执行子系统将接收开环数据B2处理后记录接收开环数据的异常现象以及异常时刻；(3)根据被控对象状态量的扰动时刻和接收开环数据B2的异常时刻来查找对应时刻的被控对象状态量波形和接收开环数据录波；如果没有出现被控对象状态量的扰动时刻说明闭环系统运行正常；如果被控对象状态量的扰动时刻与接收开环数据B2的异常时刻不一致，说明同步异常没有引起被控对象状态量的扰动，闭环系统中的其他环节有异常，需要进一步排查；如果扰动时刻与异常时刻一致，说明扰动由同步异常引起，需要优化同步方法。上述发送开环数据B1为体现发送时刻的自产的数据。上述被控对象状态量为电容电压、电感电流或者两者合成量。采用上述方案后，本专利技术通过在发送数据中增加发送开环数据B1，在执行子系统接收到的数据中增加接收开环数据B2，具有以下有益效果：(1)利用原有通道实现同步检测功能，实现简单；(2)通讯数据中包含开环数据和闭环数据，可以直观准确定位被控对象扰动与同步的关系。附图说明图1是本专利技术所适用的闭环系统架构图；图2是本专利技术的原理图；图3是标称执行周期相等的同步检测示意图；图4是标称执行周期不等的同步检测示意图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提供一种同步检测方法，适用于闭环系统，所述闭环系统的架构如图1所示，包括采样子系统、运算子系统、执行子系统和被控对象，被控对象状态量可以是电容电压、电感电流，或电容电压和电感电流两者的合成量；其中，运算子系统向执行子系统发送的数据除了现有的闭环系统正常运行的必要的发送闭环数据A1，还包含附加的发送开环数据B1，该发送开环数据B1为体现发送时刻的自产的数据；而执行子系统从运算子系统接收到的数据，除了现有的接收闭环数据A2，还包含接收开环数据B2；同步检测的步骤如下：(1)执行子系统将接收闭环数据A2按照正常运行的逻辑处理并下发给被控对象，记录被控对象状态量的扰动以及扰动时刻；(2)执行子系统将接收开环数据B2处理后记录接收开环数据的异常现象以及异常时刻；(3)根据被控对象状态量的扰动时刻和接收开环数据B2的异常时刻来查找对应时刻的被控对象状态量波形和接收开环数据录波。有如下几种情况：如果没有出现被控对象状态量的扰动时刻，说明闭环系统运行正常；如果被控对象状态量的扰动时刻与接收开环数据B2的异常时刻不一致，说明同步异常没有引起被控对象状态量的扰动，闭环系统中的其他环节有异常，需要进一步排查；如果扰动时刻与异常时刻一致，说明扰动由同步异常引起，需要优化同步方法。发送开环数据B1的格式与运算子系统标称执行周期T1和执行子系统标称执行周期T2有关，T1与T2的最小公倍数为T3，即T3＝N1T1＝N2T2，T1与T2的公倍数为T4，T4是T3的N3倍，即T4＝N3T3，其中N1、N2、N3为正整数，N1N3≥2。发送开环数据为周期性的阶梯波，每个台阶对应T1，每个周期等于T4，对应N1N3个台阶。接收开环数据B2的处理方法为，创建一个滑动窗口，窗口宽度为N2N3，窗口中记录的是当前时刻之前的N2N3个接收开环数据，将窗口中的N2N3个数据求和并与前一时刻的求和对比，如果相等则说明接收开环数据正常，如果不相等则说明接收开环数据异常，记录该异常时刻。当T1＝T2时，N1＝N2＝1，可令N3＝2，发送开环数据为0、1的方波，接收开环数据处理方法为连续两个接收开环数据求和并与前一周期对比。如果同步成功，那么连续两个接收开环数据之和恒为1；如果同步不成功，如图3所示，那么同步异常时刻的连续两个接收开环数据之和则不等于1。当T1＝T2时，如图4(a)所示，T4＝T3＝4T1＝5T2，发送开环数据为周期性的阶梯波，每个周期依次为0、1、2、3，接收开环数据处理方法为连续5个接收开环数据求和并与前一周期对比。如果同步成功，那么每隔T4就会重帧一次且重帧的数据恒定，连续5个接收开环数据之和不变；如果同步不成功，那么重帧的数据并不相同，重帧的周期也不等于T4，连续5个接收开环数据之和并不恒定。当T1＝T2时，如图4(b)所示，T4＝T3＝6T1＝5T2，发送开环数据为周期性的阶梯波，每个周期依次为0、1、2、3、4、5，接收开环数据处理方法为连续5个接收开环数据求和并与前一周期对比。如果同步成功，那么每隔T4就会丢帧一次且丢帧的数据恒定，连续5个接收开环数据之和不变；如果同步不成功，那么重帧的数据并不相同，重帧的周期也不等于T4，连续5个接收开环数据之和并不恒定。综上，本专利技术一种同步检测方法，通过在运算子系统向执行子系统发送的数据中增加发送开环数据B1，执行子系统除了接收常规的接收闭环数据A2，还接收接收开环数据B2，根据接收开环数据的正常与否本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步检测方法，适用于闭环系统，所述闭环系统包含采样子系统、运算子系统、执行子系统和被控对象；其特征在于：运算子系统向执行子系统发送的数据包含闭环系统正常运行的必要的发送闭环数据A1和附加的发送开环数据B1，执行子系统从运算子系统接收到的数据包含接收闭环数据A2和接收开环数据B2，同步检测的步骤如下：(1)执行子系统将接收闭环数据A2按照正常运行的逻辑处理并下发给被控对象，记录被控对象状态量的扰动以及扰动时刻；(2)执行子系统将接收开环数据B2处理后记录接收开环数据的异常现象以及异常时刻；(3)根据被控对象状态量的扰动时刻和接收开环数据B2的异常时刻来查找对应时刻的被控对象状态量波形和接收开环数据录波；如果没有出现被控对象状态量的扰动时刻说明闭环系统运行正常；如果被控对象状态量的扰动时刻与接收开环数据B2的异常时刻不一致，说明同步异常没有引起被控对象状态量的扰动，闭环系统中的其他环节有异常，需要进一步排查；如果扰动时刻与异常时刻一致，说明扰动由同步异常引起，需要优化同步方法。

【技术特征摘要】
1.一种同步检测方法，适用于闭环系统，所述闭环系统包含采样子系统、运算子系统、执行子系统和被控对象；其特征在于：运算子系统向执行子系统发送的数据包含闭环系统正常运行的必要的发送闭环数据A1和附加的发送开环数据B1，执行子系统从运算子系统接收到的数据包含接收闭环数据A2和接收开环数据B2，同步检测的步骤如下：(1)执行子系统将接收闭环数据A2按照正常运行的逻辑处理并下发给被控对象，记录被控对象状态量的扰动以及扰动时刻；(2)执行子系统将接收开环数据B2处理后记录接收开环数据的异常现象以及异常时刻；(3)根据被控对象状态量的扰动时刻和接收开环数据B...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁久东，王辉，卢宇，董云龙，李钢，胡兆庆，
申请(专利权)人：南京南瑞集团公司，南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32