一种闭环系统的远距离采样与调整系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种闭环系统的远距离采样与调整系统及方法，包括远端电路、传输电路、近端电路；所述远端电路包括可编程逻辑控制器PLC和触摸显示屏；所述PLC包括高速计数模块和高速置数模块；所述近端电路包括运算放大器、VF变换电路以及FV变换电路；所述运算放大器与VF变换电路和FV变换电路分别连接；所述传输电路与VF变换电路和FV变换电路分别连接；所述PLC与传输电路互相连接；所述触摸显示屏与PLC互相连接；本发明专利技术远端可以对近端的工作参数进行实时监测，便于及时了解近端的工作状况；同时，根据情况，远端可以实时修正近端的工作参数，实现远程控制。实施方法简单，抗干扰能力强，成本低，可靠性较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种远距离采样与调整系统及方法，尤其涉及一种闭环系统的远距离采样与调整系统及方法。
技术介绍
在雷达发射机领域，电源是不可缺少的组成部分。尤其是真空管发射机，其所需要的电源品种繁多，如电磁聚焦电源、高压电源、灯丝电源以及控制极电源等。这些电源各有特点，如电磁聚焦电源和灯丝电源属于恒流源，高压电源和控制极电源要求输出电压稳定，而且，灯丝电源和控制极电源均浮在几十千伏甚至更高的电位上。因此，这些电源都是闭环系统，其中的反馈电路使其输出电压或电流保持恒定，并且部分电源的采样电路处于高电位。闭环系统一般是将输出电压或电流经采样电路后，转换为电压送给反馈电路实现稳压或稳流。因为电压信号在远距离传输过程中，经常会受到噪声的干扰，而且传输线缆的分布参数也会使其产生压降。一般情况下，为提高闭环系统的闭环精度、响应速度和保护速度，通常将控制保护电路靠近输出电压或电流采样值，并尽量减小电信号的传输路径。因此，如需调整输出电压或电流，则要到闭环电路调节电位器；如需调整各种保护参数时，则要到保护电路调整保护门限电位器。所以每次调整时，都要到现场测量采样值、基准值和保护门限值，指示不直观，调整不方便，不能远程操控。
技术实现思路
针对以上问题本专利技术提供了一种实现远程控制、实施方法简单、抗干扰能力强、成本低、可靠性高的闭环系统的远距离采样与调整系统及方法。为了解决以上问题本专利技术采用的技术方案为：一种闭环系统的远距离采样与调整系统，包括远端电路、传输电路、近端电路；所述远端电路包括可编程逻辑控制器PLC和触摸显示屏；所述PLC包括高速计数模块和高速置数模块；所述近端电路包括运算放大器、VF变换电路以及FV变换电路；所述运算放大器与VF变换电路和FV变换电路分别连接；所述传输电路与VF变换电路和FV变换电路分别连接；所述PLC与传输电路互相连接；所述触摸显示屏与PLC互相连接。所述运算放大器将闭环系统的采样电路送来的检测信号的电压值V1，经运算放大之后，转化为直流电平信号Vin，送给VF变换电路；所述的VF变换电路采用LM331芯片将直流电平信号转换为对应频率的脉冲信号，送给传输电路；当远端和近端需要进行高低电位的隔离时，所述传输电路采用光纤或互感器进行高低电位的隔离，然后采用AM26LS31芯片将脉冲信号转换为相同频率的差分信号，经串口总线远距离传输后，再采用AM26LS33芯片将差分信号转换为相同频率的脉冲信号，然后送给PLC的高速计数模块；所述PLC的高速计数模块检测脉冲信号的频率，PLC根据脉冲信号的频率与检测信号的电压值的对应关系，得到对应的检测信号的电压值V1，然后送给触摸显示屏；所述触摸显示屏显示检测信号的电压值。根据下面公式可以得到对应关系：V1＝αVin，Vin＝mfout，fout＝f1，得到公式一：V1＝αmf1；α为运算放大倍数，将V1转换为0～10V的电平信号Vin，一般α＝1；m为VF变换电路的线性对应因子。相应的，所述触摸显示屏设置并显示脉冲信号频率f2，并送给PLC；所述PLC的高速置数模块输出对应频率的脉冲信号fin，送给传输电路；所述传输电路将脉冲信号转换为相同频率的差分信号，经串口总线远距离传输后，再将差分信号转换为相同频率的脉冲信号，当远端和近端需要进行高低电位的隔离时，再经过光纤或互感器进行高低电位的隔离，然后将脉冲信号送给FV变换电路；所述FV变换电路采用LM331芯片将脉冲信号转换为对应大小的直流电平信号，送给运算放大器；所述运算放大器根据FV变换电路送来的直流电平信号V2，设置相应的闭环系统的闭环基准电平和保护门限电平。根据下面公式可以得到设置关系：f2＝fin，fin＝nVout，Vout＝β V2，得到公式二：f2＝β nV2；β为运算放大倍数，将Vout转换为合适的闭环基准电平或保护门限电平V2，一般β＝1；n为FV变换电路的线性对应因子。所述的VF变换电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3，电位器RP1、RP2、芯片LM331；直流电平信号Vin经电阻R1后，连接芯片LM331的7脚；电容C1的一端连接芯片LM331的7脚，另一端连接芯片LM331的参考地；芯片LM331的8脚连接VCC；电阻R2的一端连接VCC，另一端连接芯片LM331的5脚；电容C2的一端连接芯片LM331的5脚，另一端连接芯片LM331的参考地；芯片LM331的1脚与6脚连接；电阻R3与电容C3并联后，一端连接芯片LM331的6脚，另一端分别接电阻R4与电阻R5；电阻R4的另一端连接芯片LM331的参考地，电阻R5的另一端连接电位器RP1的调节端；电位器RP1的两个固定端分别连接VCC和VEE；芯片LM331的4脚连接芯片LM331的参考地；电位器RP2的一个固定端与调节端连接；电阻R6和电位器RP2串联后，一端连接芯片LM331的2脚，另一端连接芯片LM331的参考地；电阻R7的一端连接VCC，另一端连接芯片LM331的3脚，芯片LM331的3脚输出脉冲信号fout；运算放大器送来的直流电平信号，经VF变换电路后，转换为脉冲信号；脉冲信号的频率和直流电平信号的大小线性对应，根据VF变换电路各参数值，可以根据下面公式计算得到性对应因子；通过调节电位器RP2，可改变线性对应因子的大小。VF变换电路中，各参数及元件典型值及计算公式如下：电源VCC＝15V，VEE＝-15V；直流电平信号0≤Vin≤10V；电阻R1＝100kΩ，R2＝6.8kΩ，R3＝100kΩ，R4＝47Ω，R5＝22kΩ，R6＝12kΩ，R7＝10kΩ；电容C1＝0.1uF，C2＝0.01uF，C3＝1uF；电位器RP1＝0～10kΩ，RP2＝0～5kΩ；fout＝Vin×(R6+RP2)/2.09V/R3/(R2×C2)，即fout＝mVin；公式三：线性对应因子m＝(R6+RP2)/2.09V/R3/(R2×C2)。所述的FV变换电路包括电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26，电容C21、C22、C23，电位器RP21以及第二芯片LM331；脉冲信号fin经电容C21后，连接第二芯片LM331的6脚；电阻R21的一端连接VCC，另一端连接第二芯片LM331的6脚；电阻R22的一端连接VCC，另一端连接第二芯片LM331的7脚；电阻R23的一端连接第二芯片LM331的7脚，另一端连接第二芯片LM331的参考地；第二芯片LM331的8脚连接VCC；电阻R24的一端连接VCC，另一端连接第二芯片LM331的5脚；电容C22的一端连接第二芯片LM331的5脚，另一端连接第二芯片LM331的参考地；电位器RP21的一个固定端与调节端连接；电阻R25和电位器RP21串联后，一端连接第二芯片LM331的2脚，另一端连接第二芯片LM331的参考地；第二芯片LM331的3脚和4脚均连接第二芯片LM331的参考地；电阻R26和电容C23并联后，一端连接第二芯片LM331的1脚，另一端连接第二芯片LM331的参考地；第二芯片LM331的1脚输出直流电平信号Vout。传输电路送来的脉冲信号，经FV变换电路后，转换为直流电平信号；直流电平信号的大小和脉冲信号的频率线性对应，根据FV本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闭环系统的远距离采样与调整系统，其特征在于：包括远端电路、传输电路、近端电路；所述远端电路包括可编程逻辑控制器PLC和触摸显示屏；所述PLC包括高速计数模块和高速置数模块；所述近端电路包括运算放大器、VF变换电路以及FV变换电路；所述运算放大器与VF变换电路和FV变换电路分别连接；所述传输电路与VF变换电路和FV变换电路分别连接；所述PLC与传输电路互相连接；所述触摸显示屏与PLC互相连接；所述运算放大器将闭环系统的采样电路送来的检测信号的电压值V1，经运算放大之后，转化为直流电平信号Vin，送给VF变换电路；所述的VF变换电路采用LM331芯片将直流电平信号转换为对应频率的脉冲信号，送给传输电路；当远端和近端需要进行高低电位的隔离时，所述传输电路采用光纤或互感器进行高低电位的隔离，然后采用AM26LS31芯片将脉冲信号转换为相同频率的差分信号，经串口总线远距离传输后，再采用AM26LS33芯片将差分信号转换为相同频率的脉冲信号，然后送给PLC的高速计数模块；所述PLC的高速计数模块检测脉冲信号的频率，PLC根据脉冲信号的频率与检测信号的电压值的对应关系，得到对应的检测信号的电压值V1，然后送给触摸显示屏；所述触摸显示屏显示检测信号的电压值；根据下面公式可以得到对应关系：V1＝α Vin，Vin＝mfout，fout＝f1，得到公式一：V1＝α mf1；α为运算放大倍数，将V1转换为0～10V的电平信号Vin，一般α＝1；m为VF变换电路的线性对应因子；相应的，所述触摸显示屏设置并显示脉冲信号频率f2，并送给PLC；所述PLC的高速置数模块输出对应频率的脉冲信号fin，送给传输电路；所述传输电路将脉冲信号转换为相同频率的差分信号，经串口总线远距离传输后，再将差分信号转换为相同频率的脉冲信号，当远端和近端需要进行高低电位的隔离时，再经过光纤或互感器进行高低电位的隔离，然后将脉冲信号送给FV变换电路；所述FV变换电路采用LM331芯片将脉冲信号转换为对应大小的直流电平信号，送给运算放大器；所述运算放大器根据FV变换电路送来的直流电平信号V2，设置相应的闭环系统的闭环基准电平和保护门限电平；根据下面公式可以得到设置关系：f2＝fin，fin＝nVout，Vout＝β V2，得到公式二：f2＝β nV2；β为运算放大倍数，将Vout转换为合适的闭环基准电平或保护门限电平V2，一般β＝1；n为FV变换电路的线性对应因子。...

【技术特征摘要】
1.一种闭环系统的远距离采样与调整系统，其特征在于：包括远端电路、传输电路、近端电路；所述远端电路包括可编程逻辑控制器PLC和触摸显示屏；所述PLC包括高速计数模块和高速置数模块；所述近端电路包括运算放大器、VF变换电路以及FV变换电路；所述运算放大器与VF变换电路和FV变换电路分别连接；所述传输电路与VF变换电路和FV变换电路分别连接；所述PLC与传输电路互相连接；所述触摸显示屏与PLC互相连接；所述运算放大器将闭环系统的采样电路送来的检测信号的电压值V1，经运算放大之后，转化为直流电平信号Vin，送给VF变换电路；所述的VF变换电路采用LM331芯片将直流电平信号转换为对应频率的脉冲信号，送给传输电路；当远端和近端需要进行高低电位的隔离时，所述传输电路采用光纤或互感器进行高低电位的隔离，然后采用AM26LS31芯片将脉冲信号转换为相同频率的差分信号，经串口总线远距离传输后，再采用AM26LS33芯片将差分信号转换为相同频率的脉冲信号，然后送给PLC的高速计数模块；所述PLC的高速计数模块检测脉冲信号的频率，PLC根据脉冲信号的频率与检测信号的电压值的对应关系，得到对应的检测信号的电压值V1，然后送给触摸显示屏；所述触摸显示屏显示检测信号的电压值；根据下面公式可以得到对应关系：V1＝α Vin，Vin＝mfout，fout＝f1，得到公式一：V1＝α mf1；α为运算放大倍数，将V1转换为0～10V的电平信号Vin，一般α＝1；m为VF变换电路的线性对应因子；相应的，所述触摸显示屏设置并显示脉冲信号频率f2，并送给PLC；所述PLC的高速置数模块输出对应频率的脉冲信号fin，送给传输电路；所述传输电路将脉冲信号转换为相同频率的差分信号，经串口总线远距离传输后，再将差分信号转换为相同频率的脉冲信号，当远端和近端需要进行高低电位的隔离时，再经过光纤或互感器进行高低电位的隔离，然后将脉冲信号送给FV变换电路；所述FV变换电路采用LM331芯片将脉冲信号转换为对应大小的直流电平信号，送给运算放大器；所述运算放大器根据FV变换电路送来的直流电平信号V2，设置相应的闭环系统的闭环基准电平和保护门限电平；根据下面公式可以得到设置关系：f2＝fin，fin＝nVout，Vout＝β V2，得到公式二：f2＝β nV2；β为运算放大倍数，将Vout转换为合适的闭环基准电平或保护门限电平V2，一般β＝1；n为FV变换电路的线性对应因子。2.根据权利要求1所述的一种闭环系统的远距离采样与调整系统，其特征在于：所述的VF变换电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3，电位器RP1、RP2、芯片LM331；直流电平信号Vin经电阻R1后，连接芯片LM331的7脚；电容C1的一端连接芯片LM331的7脚，另一端连接芯片LM331的参考地；芯片LM331的8脚连接VCC；电阻R2的一端连接VCC，另一端连接芯片LM331的5脚；电容C2的一端连接芯片LM331的5脚，另一端连接芯片LM331的参考地；芯片LM331的1脚与6脚连接；电阻R3与电容C3并联后，一端连接芯片LM331的6脚，另一端分别接电阻R4与电阻R5；电阻R4的另一端连接芯片LM331的参考地，电阻R5的另一端连接电位器RP1的调节端；电位器RP1的两个固定端分别连接VCC和VEE；芯片LM331的4脚连接芯片LM331的参考地；电位器RP2的一个固定端与调节端连接；电阻R6和电位器RP2串联后，一端连接芯片LM331的2脚，另一端连接芯片LM331的参考地；电阻R7的一端连接VCC，另一端连接芯片LM331的3脚，芯片LM331的3脚输出脉冲信号fout；运算放大器送来的直流电平信号，经VF变换电路后，转换为脉冲信号；脉冲信号的频率和直流电平信号的大小线性对应，根据VF变换电路各参数值，可以得到线性对应因子；通过调节电位器RP2，可改变线性对应因子的大小。3.根据权利要求2所述的一种闭环系统的远距离采样与调整系统，其特征在于：VF变换电路中，各参数及元件典型值及计算公式如下：电源VCC＝15V，VEE＝-15V；直流电平信号0≤Vin≤10V；电阻R1＝100kΩ，R2＝6.8kΩ，R3＝100kΩ，R4＝47Ω，R5＝22kΩ，R6＝12kΩ，R7＝10kΩ；电容C1＝0.1uF，C2＝0.01uF，C3＝1uF；电位器RP1＝0～10kΩ，RP2＝0～5kΩ；fout＝Vin×(R6+RP2)/2.09V/R3/(R2×C2)，即fout＝mVin；公式三：线性对应因子m＝(R6+RP2)/2.09V/R3/(R2×C2)。4.根据权利要求1所述的一种闭环系统的远距离采样与调整系统，其特征在于：所述的FV变换电路包括电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26，电容C21、C22、C23，电位器RP21以及第二芯片LM331；脉冲信号fin经电容C21后，连接第二芯片LM331的6脚；电阻R21的一端连接VCC，另一端连接第二芯片LM331的6脚；电阻R22的一端连接VCC，另一端连接第二芯片LM331的7脚；电阻R23的一端连接第二芯片LM331的7脚，另一端连接第二芯片LM331的参考地；第二芯片LM331的8脚连接VCC；电阻R24的一端连接VCC，另一端连接第二芯片LM331的5脚；电容C22的一端连接第二芯片LM331的5脚，另一端连接第二芯片LM331的参考地；电位器RP21的一个固定端与调节端连接；电阻R25和电位器RP21串联后，一端连接第二芯片LM331的2脚，另一端连接第二芯片LM331的参考地；第二芯片LM331的3脚和4脚均连接第二芯片LM331的参考地；电阻R26和电容C23并联后，一端连接第二芯片LM331的1脚，另一端连接第二芯片LM331的参考地；第二芯片LM331的1脚输出直流电平信号Vout；传输电路送来的脉冲信号，经FV变换电路后，转换为直流电平信号；直流电平信号的大小和脉冲信号的频率线性对应，根据FV变换电路各参数值，可以得到线性对应因子；通过调节电位器RP21，可改变线性对应因子的大小。5.根据权利要求1所述的一种闭环系统的远距离采样与调整系统，其特征在于：所述的FV变换电路中，各参数及元件典型值及计算公式如下：电源VCC＝15V；脉冲信号0≤fin≤10kHz；电阻R21＝R22＝10kΩ，R23＝68kΩ，R24＝6.81kΩ，R25＝12kΩ，R26＝100kΩ；电容C21＝470pF，C22＝0.01uF，C23＝1uF；电位器RP21...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨景红，杨明，戴广明，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32