摘要:为了克服传统模拟渊压器带来的缺点,提出了一种基于DsP的数手调压器的没计方案。介绍了硬件和软件的设计,并构建实验验证系统检测调压器的性能。实验证明该调压器的各项性能指标能够满足GJBl81A的要求。
0引 言
目前的大多数现役飞机仍在使用模拟式发电机调压器。模拟式调压器利用模拟电路采集调压点的发电机输出电压的甲均值,并实现检测比较和校正的控制策略,对励磁电流进行相应调节,从而使发电机输出电胍保持恒定。模拟式调压器经历了炭片式、磁放人式、晶体管调压器和以集成运算放大器实现比较控制的发展阶段。然而模拟调压器存存一不可避免的问题,如参数容易受到环境变化、器件老化等因素影响,而且难以实现对电机进行多变景、多反馈控制,使其越来越难以适应电气系统的发展。而数字式涮压器用微处理器完成控制算法能克服模拟调压器的上述缺点,可靠性、可维护性大为提高,并且只需适当修改软件即可适用于多种不同机型,明显提高了设计方案的通用性。
l系统方案设计
飞机夏流发电机广泛采用3级无刷交流发电机,3个同轴发巾机商接由航空发动机驱动。第l级为交流同步发电机,电枢位于定子,励磁绕组位于转了。第2级为励磁机,励磁机的电枢为转子,而励磁绕组为定子。励磁机输出的=相电流经过旋转整流器整流后作为主发电柳的励磁电流,它在发电机控制器Gcu的控制下对主发电机的励磁电流进行调节,保证发电机输出电压的稳定。第3级为永磁机,其输出的电压经过控制器内部整流并稳压后供励磁机励磁使用,并作为发电机控制器的电源。
发电机调压器是发电机控制器Gcu的重要组成部分,其主要功能是通过对发电机输出电压、频率等信号进行测量和监测,对主发电机的励磁电流进行调节,完成发电机输出电压的快速调节及保证系统的稳定性。
2硬件电路设计
发电机调压器丰要由DsP及其外围电路、模拟信号调理电路、励磁电路控制信号驱动电路和电源电路组成。
3软件设计
数字调压器主要采用软件完成绝大部分数据处理和控制等功能,因此软件的设计至关重要。为了提高代码编写的效率,用c语言编写程序,开发环境用TI提供的ccs;并采用了模块化的开发思想,每个模块买现一定的功能,主程序通过调用来完成相应的功能。
在系统开始运行时,首先对DSP进行系统控制初始化,然后对各种外设进行初始化,最后进入主循环运行ADc校准程序,完成数据处理和控制功能。软件主要是通过中断方式及时响应外界的各类事件,包括ADc采集中断、事件管理器的捕获中断等。
3.l数据采集中断
采用事件管理器EVA定时器T1的周期中断启动ADc转化,通过调整T1周期寄存器的值的大小来改变采样的频率。数据采集中断服务子程序主要是AD(:
寄存器中读出所采的交流电压的数据,并对数据进行数字滤波,最后改写标志位通知主程序AD采样已经完成。
3.2频率捕获中断
将事件管理器EVA的cAPl的跳变检测方式设定为上于}沿捕获。当过零比较器输出的方波信号相邻的上爿沿被捕获后,将引起捕获中断。在频率捕获中断服务子程序中读出所捕获的定时器的两次计数值,两次计数值之差就代表定时器的计数周期为时间基准的方波信号的周期,即是发电机输出交流电压信号的周期。
4实验结果
为了测试数字发电机调压器的系统性能,以160 kV·A拖动台、交发30和数字发电机调压器构建实验验证系统,并用基于LabVIEw的测试系统对发电机的输出电压进行测量和分析。衡量调压器性能好坏的标准不能只看其在稳态的性能好坏,系统在加卸载情况下的动态性能更加重要。
5结语
本文给出了基于DsP的数字调压器的硬什和软件的设计方案,并搭建了实验验证系统对调压器的性能进行测试,验证了该调压器具有良好的稳态和动态性能,发电机的输出电压能够满足GJB181 A的要求。 |