一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法及装置制造方法及图纸

本申请属于电机控制技术领域，具体涉及一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法及装置。该方法包括骤S1、对CPLD或者FPGA时钟信号进行分频，并使用分频后的时钟信号对航空电源系统发电机进行采样及滤波，获得发电机频率信号；步骤S2、对所述发电机频率信号进行二分频处理；步骤S3、对二分频后的发电机频率信号进行脉冲计数，获得计数值freq_data；步骤S4、计算发电机频率为Freq：Freq＝F

【技术实现步骤摘要】
一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法及装置


[0001]本申请属于电机控制
，具体涉及一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法及装置。

技术介绍

[0002]多电和全电飞机已成为现代航空技术发展的总趋势。而多电和全电飞机电源系统的主流趋势是采用大容量变速变频交流发电技术，产生360
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800Hz的变频交流电。随着航空系统对电能质量要求越来越高，对发电机的控制要求也越来越精确。发电机的频率是航空电源系统对发电机进行实时控制的一项重要参数。在发电机工作环境中，发电机输出电压正负半波并不是对称的，且发电机频率检测还会受电磁干扰的影响。在对发电机控制过程中，要求能够快速安全的保护机上发电系统，因此如何快速、安全、可靠的检测发电机频率是航空电源系统的一项技术难点。
[0003]目前，航空电源系统发电机频率检测主要有以下两种主要方式，一种是通过DSP的ECAP模块捕获发电机频率信号，通过DSP时钟脉冲计数的方式获取发电机频率信号；由于DSP的ECAP模块不具备对发电机频率信号进行滤波处理的功能，抗干扰能力差，且需要DSP开启ECAP模块中断功能，若发电机频率信号存在较大的毛刺，此时可能导致DSP误响应ECAP中断，导致获取的频率值不准确。另一种是DSP采样发电机电压信号，再对电压信号进行滤波处理(如IIR算法)，最后对滤波后的发电机电压信号进行过零检测，从而获取发电机频率；这种方法算法比较复杂，且需要进行大量的数据计算，难以保证其快速性。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请第一方面提供了一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法，主要包括：
[0005]步骤S1、对CPLD或者FPGA时钟信号进行分频，并使用分频后的时钟信号对航空电源系统发电机进行采样及滤波，获得发电机频率信号；
[0006]步骤S2、对所述发电机频率信号进行二分频处理；
[0007]步骤S3、对二分频后的发电机频率信号进行脉冲计数，获得计数值freq_data；
[0008]步骤S4、计算发电机频率为Freq：
[0009]Freq＝F
sys_clk
/n0/freq_data；
[0010]其中，n0为采样时钟周期，F
sys_clk
为CPLD或者FPGA的时钟频率。
[0011]优选的是，步骤S1中，通过设置滤波窗口对航空电源系统发电机进行滤波。
[0012]优选的是，步骤S1中，对CPLD或者FPGA时钟信号进行n0分频，其中n0取值为3～10中的任一数值。
[0013]本申请第二方面提供了一种适用于航空电源系统发电机的频率采集装置，主要包括：
[0014]滤波模块，用于对CPLD或者FPGA时钟信号进行分频，并使用分频后的时钟信号对
航空电源系统发电机进行采样及滤波，获得发电机频率信号；
[0015]二分频处理模块，用于对所述发电机频率信号进行二分频处理；
[0016]脉冲计数模块，用于对二分频后的发电机频率信号进行脉冲计数，获得计数值freq_data；
[0017]发电机频率计算模块，用于计算发电机频率为Freq：
[0018]Freq＝F
sys_clk
/n0/freq_data；
[0019]其中，n0为采样时钟周期，F
sys_clk
为CPLD或者FPGA的时钟频率。
[0020]优选的是，所述滤波模块包括滤波窗口设定单元，用于通过设置滤波窗口对航空电源系统发电机进行滤波。
[0021]优选的是，所述滤波模块包括分频参数设置单元，用于对CPLD或者FPGA时钟信号进行n0分频，其中n0取值为3～10中的任一数值。
[0022]本申请能够实时检测发电机频率信号，有效的提高了发电机频率检测的抗干扰能力，并提高了频率检测的准确性以及可靠性。
附图说明
[0023]图1是本申请适用于航空电源系统发电机的频率采集方法的一优选实施例的算法时序图。
[0024]图2是本申请图1所示实施例的采样时钟与CPLD或FPGA时钟信号关系图。
[0025]图3是本申请图1所示实施例的信号滤波图。
[0026]图4是本申请图1所示实施例的发电机频率为1200Hz时FPGA频率采样图。
具体实施方式
[0027]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0028]本申请第一方面提供了一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法，如图1所示，主要包括：
[0029]步骤S1、对CPLD或者FPGA时钟信号进行分频，并使用分频后的时钟信号对航空电源系统发电机进行采样及滤波，获得发电机频率信号；
[0030]步骤S2、对所述发电机频率信号进行二分频处理；
[0031]步骤S3、对二分频后的发电机频率信号进行脉冲计数，获得计数值freq_data；
[0032]步骤S4、计算发电机频率为Freq：
[0033]Freq＝F
sys_clk
/n0/freq_data；
[0034]其中，n0为采样时钟周期，F
sys_clk
为CPLD或者FPGA的时钟频率。
[0035]在一些可选实施方式中，步骤S1中，通过设置滤波窗口对航空电源系统发电机进
行滤波。
[0036]在一些可选实施方式中，步骤S1中，对CPLD或者FPGA时钟信号进行n0分频，其中n0取值为3～10中的任一数值。
[0037]本申请提出了一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法，该方法首先确定采样时钟以及滤波窗口，对永磁机频率信号进行滤波。如图2所示，采样时钟为为CPLD/FPGA时钟信号分频时钟n0，滤波窗口如图3所示，滤波窗口大小为n，其值根据航空电源系统发电机的频率信号的毛刺情况而定，例如可以取值为400。
[0038]之后再对滤波后的发电机频率信号进行二分频处理，此时得到频率信号的高/低电平脉宽即为当前时刻发电机频率信号的周期，最后通过使用采样时钟对二分频后的发电机频率信号进行脉冲计数，得到当前时刻发电机频率信号的周期值，并利用上述公式计算出发电机当前频率。该算法能够实时检测发电机频率信号，有效的提高了发电机频率检测的抗干扰能力，并提高了频率检测的准确性以及可靠性。
[0039]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法，其特征在于，包括：步骤S1、对CPLD或者FPGA时钟信号进行分频，并使用分频后的时钟信号对航空电源系统发电机进行采样及滤波，获得发电机频率信号；步骤S2、对所述发电机频率信号进行二分频处理；步骤S3、对二分频后的发电机频率信号进行脉冲计数，获得计数值freq_data；步骤S4、计算发电机频率为Freq：Freq＝F
sys_clk
/n0/freq_data；其中，n0为采样时钟周期，F
sys_clk
为CPLD或者FPGA的时钟频率。2.如权利要求1所述的适用于航空电源系统发电机的频率采集方法，其特征在于，步骤S1中，通过设置滤波窗口对航空电源系统发电机进行滤波。3.如权利要求1所述的适用于航空电源系统发电机的频率采集方法，其特征在于，步骤S1中，对CPLD或者FPGA时钟信号进行n0分频，其中n0取值为3～10中的任一数值。4.一种适用于航空电源系统发电机的频率采集装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨，毛瑞民，程焱，李瑾，杨捷，
申请(专利权)人：陕西航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：