一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法。该方法包括：获取通过多级数字总线通信传输的激励信号，以及所述激励信号对应的响应信号，并计算所述激励信号与响应信号的时间错位值Δt；利用相关分析算法，对激励信号和响应信号进行处理，得到待测控制系统在预设的角频率点w处的初步相位频率特性

An optimization method for measuring phase frequency characteristics of multistage digital bus control system

The invention discloses an optimization method for measuring the phase frequency characteristics of a multistage digital bus control system. The method includes: acquiring the excitation signal transmitted by multi-level digital bus communication, and the corresponding response signal of the excitation signal, and calculating the time dislocation value_t between the excitation signal and the response signal; processing the excitation signal and the response signal by using the correlation analysis algorithm, and obtaining the control system to be measured in the preset. Initial phase frequency characteristics at the corner frequency point w

【技术实现步骤摘要】
一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法
本专利技术涉及相频特性测量技术，尤其涉及一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法。
技术介绍
随着我国航空航天产品研制水平的不断进步，机电控制系统逐步向数字化、模块化和网络化发展，形成了开放式的机电网络控制系统体系结构，促进了数字总线控制系统及其测量技术的发展。在对数字总线控制系统进行测试时，因数字总线传输时延、控制层与通信层异步控制等原因，会产生激励信号和反馈信号的时序错位。目前，数字总线控制系统在进行相位频率特性测量时，忽略了激励信号和响应信号的时序错位，从而会影响相位频率特性的测量精度。当数字总线控制系统层级数量逐渐增多时，激励信号和响应信号间存在的时序错位对相位频率特性测量精度的影响也会逐渐加重。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：相比于现有技术，提供了一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法，实现了提高多级数字总线控制系统相位频率特性测量准确度的目的。本专利技术的上述目的通过以下技术方案予以实现：一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法，包括：获取通过多级数字总线通信传输的激励信号，以及所述激励信号对应的响应信号，并计算所述激励信号与响应信号的时间错位值Δt；利用相关分析算法，对激励信号和响应信号进行处理，得到待测控制系统在预设的角频率点w处的初步相位频率特性根据时间错位值Δt和角频率点w，计算初步相位频率特性的误差利用初步相位频率特性和误差计算待测控制系统的相位频率特性进一步地，计算所述激励信号与响应信号的时间错位值Δt，包括：测控系统在第i个帧周期内的设定时刻，通过多级数字总线通信将激励信号x(i)下发至待测控制系统；所述激励信号x(i)的帧计数标志位对应的数值为i，其中，i为正整数；获取测控系统的帧周期T测和待测控制系统的采样周期T采，根据所述帧周期T测和所述采样周期T采，计算激励信号x(i)在待测控制系统中的重复执行次数K；待测控制系统接收到激励信号x(i)后，生成所述激励信号x(i)对应的响应信号y(i+k/K),并将所述响应信号y(i+k/K)的记录标志位设定为所述数值i，以及将所述响应信号y(i+k/K)的次数标志位的数值设定为k；然后将完成记录标志位和次数标志位设定的响应信号y(i+k/K)回传至测控系统；测控系统在第j个帧周期接收到完成记录标志位和次数标志位设定的响应信号y(i+k/K)，识别所述响应信号y(i+k/K)的记录标志位数值i和次数标志位数值k，并调取第j个帧周期内生成的激励信号x(j)的帧计数标志位对应的数值j；其中，i<i+k/K<j；根据响应信号y(i+k/K)的记录标志位数值i、次数标志位数值k、激励信号x(j)的帧计数标志位对应的数值j、以及所述重复执行次数K，计算在第j个帧周期中的响应信号y(i+k/K)和激励信号x(j)的时序错位值n；根据时序错位值n和测控系统的帧周期T测，计算响应信号y(i+k/K)和激励信号x(j)的时间错位值Δt。进一步地，所述重复执行次数K的计算公式为：K＝T测/T采。进一步地，所述时序错位值n的计算公式为：n＝j-i-k/K。进一步地，所述时间错位值Δt的计算公式为：Δt＝n×T测。进一步地，所述初步相位频率特性的误差的计算公式为：进一步地，所述相位频率特性的计算公式为：本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)本专利技术在对多级数字总线控制系统相位频率特性进行测量时，通过计算激励信号与响应信号的时间错位值Δt，充分考虑时间错位值Δt对于相位频率特性测量准确度的影响，从而提高了多级数字总线控制系统相位频率特性测量准确度。(2)本专利技术在计算激励信号与响应信号的时间错位值Δt时，在不增加任何硬件的情况下，通过在激励消息和响应消息中加入标志位，可在线实时测量不同响应消息和激励消息的时间错位值，从而可对不同的测试对象进行不同的精确补偿。(3)本专利技术通过计算激励信号与响应信号的时间错位值，消除现有技术中因数字总线通信带来的网络传输时延、控制层与通信层异步控制而引起激励信号和响应信号之间时序错位，实现了频率特性的精确补偿，提高了频率特性的测试精度。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法的流程图。图2是本专利技术实施例中的二级数字总线控制系统数据传输流程示意图。图3是本专利技术实施例中的二级数字总线控制系统信号时序实例图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1是本专利技术实施例中的一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法的流程图。参考图1，本实施例提供的多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法具体可以包括如下步骤：S110、获取通过多级数字总线通信传输的激励信号，以及所述激励信号对应的响应信号，并计算所述激励信号与响应信号的时间错位值Δt。具体的，计算所述激励信号与响应信号的时间错位值Δt，可以包括：测控系统在第i个帧周期内的设定时刻，通过多级数字总线通信将激励信号x(i)下发至待测控制系统；所述激励信号x(i)的帧计数标志位对应的数值为i，其中，i为正整数。获取测控系统的帧周期T测和待测控制系统的采样周期T采，根据所述帧周期T测和所述采样周期T采，计算激励信号x(i)在待测控制系统中的重复执行次数K。其中，所述重复执行次数K的计算公式为：K＝T测/T采。待测控制系统接收到激励信号x(i)后，生成所述激励信号x(i)对应的响应信号y(i+k/K),并将所述响应信号y(i+k/K)的记录标志位设定为所述数值i，以及将所述响应信号y(i+k/K)的次数标志位的数值设定为k；然后将完成记录标志位和次数标志位设定的响应信号y(i+k/K)回传至测控系统；测控系统在第j个帧周期接收到完成记录标志位和次数标志位设定的响应信号y(i+k/K)，识别所述响应信号y(i+k/K)的记录标志位数值i和次数标志位数值k，并调取第j个帧周期内生成的激励信号x(j)的帧计数标志位对应的数值j；其中，i<i+k/K<j；根据响应信号y(i+k/K)的记录标志位数值i、次数标志位数值k、激励信号x(j)的帧计数标志位对应的数值j、以及所述重复执行次数K，计算在第j个帧周期中的响应信号y(i+k/K)和激励信号x(j)的时序错位值n。其中，所述时序错位值n的计算公式为：n＝j-i-k/K。根据时序错位值n和测控系统的帧周期T测，计算响应信号y(i+k/K)和激励信号x(j)的时间错位值Δt。其中，所述时间错位值Δt的计算公式为：Δt＝n×T测。以二级数字总线控制系统为例进行说明。图2是本专利技术实施例中的二级数字总线控制系统数据传输流程示意图。整个系统分为外总线层、内总线层、控制层三个功能层，外总线层完成二级数字总线控制系统与测控系统的信息交互，内总线层完成二级数字总线控制系统内主控单元与多个从控单元的信息交互，控制层进行电机闭环控制，完成机构动作。本实施用例中所述外总线采用1553B总线，所述内总线采用Flexray总线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法，其特征在于，包括：获取通过多级数字总线通信传输的激励信号，以及所述激励信号对应的响应信号，并计算所述激励信号与响应信号的时间错位值Δt；利用相关分析算法，对激励信号和响应信号进行处理，得到待测控制系统在预设的角频率点w处的初步相位频率特性

【技术特征摘要】
1.一种多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法，其特征在于，包括：获取通过多级数字总线通信传输的激励信号，以及所述激励信号对应的响应信号，并计算所述激励信号与响应信号的时间错位值Δt；利用相关分析算法，对激励信号和响应信号进行处理，得到待测控制系统在预设的角频率点w处的初步相位频率特性根据时间错位值Δt和角频率点w，计算初步相位频率特性的误差利用初步相位频率特性和误差计算待测控制系统的相位频率特性2.根据权利要求1所述的多级数字总线控制系统相位频率特性测量优化方法，其特征在于，计算所述激励信号与响应信号的时间错位值Δt，包括：测控系统在第i个帧周期内的设定时刻，通过多级数字总线通信将激励信号x(i)下发至待测控制系统；所述激励信号x(i)的帧计数标志位对应的数值为i，其中，i为正整数；获取测控系统的帧周期T测和待测控制系统的采样周期T采，根据所述帧周期T测和所述采样周期T采，计算激励信号x(i)在待测控制系统中的重复执行次数K；待测控制系统接收到激励信号x(i)后，生成所述激励信号x(i)对应的响应信号y(i+k/K),并将所述响应信号y(i+k/K)的记录标志位设定为所述数值i，以及将所述响应信号y(i+k/K)的次数标志位的数值设定为k；然后将完成记录标志位和次数标志位设定的响应信号y(i+k/K)回传至测控系统；测控系统在第j个帧周期接收到完成记录标志...

【专利技术属性】
技术研发人员：张献，梁雨辰，陈成峰，汪远银，岳良，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11