一种中频辅助变流器DCDC控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种中频辅助变流器DCDC控制系统，涉及轨道车辆牵引技术领域。包括FPGA底层处理模块、ARM顶层逻辑模块和DSP控制算法模块；所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块两两之间进行通信连接；其中：所述FPGA底层处理模块用于调用模型库搭建底层处理模型；所述DSP控制算法模块用于调用模型库搭建控制算法模型；所述ARM顶层逻辑模块用于调用模型库搭建顶层逻辑模型。本发明专利技术实施例提供的中频辅助变流器DCDC控制系统，有效实现了资源分配，降低了各系统复杂度和耦合度，避免了通信阻塞等风险。避免了通信阻塞等风险。避免了通信阻塞等风险。

【技术实现步骤摘要】
一种中频辅助变流器DCDC控制系统


[0001]本专利技术涉及轨道车辆牵引
，具体涉及一种中频辅助变流器DCDC控制系统。

技术介绍

[0002]中频辅助变流器实现直流到380V交流电的变流，为轨道交通列车提供380V供电，包括前级直流变换(DCDC)模块和后级三相逆变(DCAC)模块。其中，DCDC部分主要实现将辅助变流器输入直流电压变换成低压直流，供给后级DC/AC模块。其中DC/DC由两级电路组成，前级为Boost升压电路用于升压稳压，后级LLC谐振变换器用于实现变压、隔离并实现软开关功能。
[0003]现有DCDC产品的结构多为单纯的DSP(数字信号处理器)控制系统，即通过一块DSP芯片采集相关的电压、电流、温度、开关量等信号，并加以处理后产生相应的控制脉冲，同时通过通信总线与其他控制系统交互数据。同时，DSP软件通过手写代码实现，既要实现DCDC的控制，也要实现与其他系统之间的逻辑交互。
[0004]相较于本专利技术存在如下缺点和不足：由于仅使用DSP芯片，存在采集精度差、信号易受干扰问题；DSP软件需要执行多种任务，尤其是有通信任务，容易因为通信阻塞冲突造成设备失控引发设备安全事故。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本专利技术实施例提供一种中频辅助变流器DCDC控制系统，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
[0006]一方面，本专利技术提出一种中频辅助变流器DCDC控制系统，包括：
[0007]FPGA底层处理模块、ARM顶层逻辑模块和DSP控制算法模块；所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块两两之间进行通信连接；其中：
[0008]所述FPGA底层处理模块用于调用模型库搭建底层处理模型，采集电压信号、电流信号、温度信号和开关量信号，并发送所述电压信号和所述电流信号至所述DSP控制算法模块，以及发送所述温度信号和所述开关量信号至所述ARM顶层逻辑模块；
[0009]所述DSP控制算法模块用于调用模型库搭建控制算法模型，接收所述电压信号和所述电流信号，并输出PWM调制波，以及发送电压信号有效值和电流信号有效值至所述ARM顶层逻辑模块；
[0010]所述ARM顶层逻辑模块用于调用模型库搭建顶层逻辑模型，接收所述温度信号、所述开关量信号，所述电压信号有效值和所述电流信号有效值，根据所述温度信号、所述电压信号有效值和所述电流信号有效值，进行温度超限、过压和过流判断，以及对所述开关量信号进行状态监控。
[0011]其中，所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块两两之间通过双口RAM进行通信连接。
[0012]其中，所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块分别经过同一模型自动化工具检查各自模型。
[0013]其中，所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块分别根据各自对应的代码生成器自动生成各自对应的代码。
[0014]其中，所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块在同一仿真环境下进行协同仿真。
[0015]其中，所述同一仿真环境为simulink仿真平台。
[0016]其中，所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块分别通过上位机导入各自对应的模型库搭建模型。
[0017]其中，所述ARM顶层逻辑模块还用于：
[0018]接收列车网络通信指令；所述列车网络通信指令携带中频辅助变流器DCDC启动信号；
[0019]发送启机信号至所述DSP控制算法模块。
[0020]其中，所述ARM顶层逻辑模块还用于：
[0021]接收列车网络通信指令；所述列车网络通信指令携带中频辅助变流器DCDC停机信号；
[0022]发送停机信号至所述DSP控制算法模块。
[0023]一方面，本专利技术提出一种使用上述中频辅助变流器DCDC控制系统的中频辅助变流器DCDC控制方法，包括：
[0024]调用模型库搭建底层处理模型，采集电压信号、电流信号、温度信号和开关量信号，并发送所述电压信号、所述电流信号、所述温度信号和所述开关量信号；
[0025]调用模型库搭建控制算法模型，接收所述电压信号和所述电流信号，并输出PWM调制波，以及根据所述电压信号和所述电流信号计算并发送电压信号有效值和电流信号有效值；
[0026]调用模型库搭建顶层逻辑模型，接收所述温度信号、所述开关量信号，所述电压信号有效值和所述电流信号有效值，根据所述温度信号、所述电压信号有效值和所述电流信号有效值进行温度超限、过压和过流判断，以及对所述开关量信号进行状态监控。
[0027]本专利技术实施例提供的中频辅助变流器DCDC控制系统包括FPGA底层处理模块、ARM顶层逻辑模块和DSP控制算法模块；所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块两两之间进行通信连接；其中：所述FPGA底层处理模块用于调用模型库搭建底层处理模型，采集电压信号、电流信号、温度信号和开关量信号，并发送所述电压信号和所述电流信号至所述DSP控制算法模块，以及发送所述温度信号和所述开关量信号至所述ARM顶层逻辑模块；所述DSP控制算法模块用于调用模型库搭建控制算法模型，接收所述电压信号和所述电流信号，并输出PWM调制波，以及发送电压信号有效值和电流信号有效值至所述ARM顶层逻辑模块；所述ARM顶层逻辑模块用于调用模型库搭建顶层逻辑模型，接收所述温度信号、所述开关量信号，所述电压信号有效值和所述电流信号有效值，根据所述温度信号、所述电压信号有效值和所述电流信号有效值，进行温度超限、过压和过流判断，以及对所述开关量信号进行状态监控，有效实现了资源分配，降低了各系统复杂度和耦合度，避免了通信阻塞等风险。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0029]图1是本专利技术一实施例提供的中频辅助变流器DCDC控制系统的结构示意图。
[0030]图2为本专利技术一实施例提供的DCDC控制器软件开发示意图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0032]图1是本专利技术一实施例提供的中频辅助变流器DCDC控制系统的结构示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供的中频辅助变流器DCDC控制系统，包括：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中频辅助变流器DCDC控制系统，其特征在于，包括：FPGA底层处理模块、ARM顶层逻辑模块和DSP控制算法模块；所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块两两之间进行通信连接；其中：所述FPGA底层处理模块用于调用模型库搭建底层处理模型，采集电压信号、电流信号、温度信号和开关量信号，并发送所述电压信号和所述电流信号至所述DSP控制算法模块，以及发送所述温度信号和所述开关量信号至所述ARM顶层逻辑模块；所述DSP控制算法模块用于调用模型库搭建控制算法模型，接收所述电压信号和所述电流信号，并输出PWM调制波，以及发送电压信号有效值和电流信号有效值至所述ARM顶层逻辑模块；所述ARM顶层逻辑模块用于调用模型库搭建顶层逻辑模型，接收所述温度信号、所述开关量信号，所述电压信号有效值和所述电流信号有效值，根据所述温度信号、所述电压信号有效值和所述电流信号有效值，进行温度超限、过压和过流判断，以及对所述开关量信号进行状态监控。2.根据权利要求1所述的中频辅助变流器DCDC控制系统，其特征在于，所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块两两之间通过双口RAM进行通信连接。3.根据权利要求2所述的中频辅助变流器DCDC控制系统，其特征在于，所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块分别经过同一模型自动化工具检查各自模型。4.根据权利要求3所述的中频辅助变流器DCDC控制系统，其特征在于，所述FPGA底层处理模块、所述ARM顶层逻辑模块和所述DSP控制算法模块分别根据各自对应的代码生成器自动生成各自对应的代码。5.根据权利要求4所述的中频辅助变流器DCDC控制系统，其特征在于，所述FPGA底层处...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄成光，李玉山，马驰，刘洋，赵震，蒋威，赵雷廷，董侃，程龙，刘佳璐，刘睿超，白龙，邱腾飞，周义杰，刘衎，张波，杨伟君，曹宏发，赵红卫，康晶辉，刘伟志，刘东辉，陈钰洁，李思进，王哲，王晓帆，
申请(专利权)人：北京纵横机电科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所铁科纵横天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：