雷达的配套设备控制电路数字化设计方案

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  •    汽油发电机组是某型雷达的配套设备。由于机组工作时的强烈振动易使电位器调定位置改变,引起保护电路的基准发生变化,使机组不能正常工作。

      现代电子产品中越来越多地采用数字电路和计算机程序控制。数字电路的优点是抗干扰能力强、工作稳定,可有效避免因元器件参数变化造成的设备性能下降。采用计算机程序控制后,可以将必要的参数固化在程序中或存储在非易失性存储器中,从根本上解决了因设置基准变化造成的工作异常。因此,针对某型汽油发电机组在使用中发现的问题,提出了采用数字电路和计算机程序控制对机组控制保护电路进行改进设计。
     

      1 设计分析

      1.1 控制保护电路原理框图

      某型汽油发电机组控制保护电路原理框图如图1所示,PWM控制时序如图2所示。

    控制电路数字化组成框图

     

      图4 控制电路组成框图

      由于发电机组为50 Hz交流输出,为增加控制处理次数,必须采用全波整流方式。同时,为兼顾噪声滤除和信号滞后,应采用较小的整流滤波电容。

      3 程序设计

      控制保护程序由A/D变换控制程序模块、E2PROM读/写控制程序模块、输出保护程序模块和PWM输出控制程序模块等组成。采用计算机程序控制后仍然是一个基于PWM控制模式的扰动补偿一阶复合闭环自动控制系统。

      (1)A/D变换控制程序模块。

      本设计采用了串行输出A/D变换器。由MCU内部定时器提供定时中断,调用A/D变换控制程序模块完成Vs、Vo和Io的数字量化。

      (2)E2PROM读/写控制程序模块和输出保护程序模块。

      E2PROM读/写控制程序模块读出预置的数据,与A/D量化数据进行比较,比较结果满足保护条件时调用输出保护程序模块以完成输出保护控制。

      (3)PWM输出控制程序模块。

      PWM输出控制程序模块完成PWM时间调整控制,控制关系为:T=K1Vs+K2Io+K3△V。式中,T为励磁绕组导通时间;Vs为设置电压;Io为输出电流值;△V为输出电压Vo变化值;K1,K2,K3为增益控制系数。

      Vs的A/D量化数据经平滑滤波后与K1相乘得到基本输出时间。

      为提高对输出电流Io变化的控制响应,Io的A/D量化数据经平滑滤波后与K2相乘后作为附加调整时间直接加入到基本时间上,若△V处理可以满足要求时,可取消Io处理。

      △V的处理是保证控制响应性能的关键环节。△V是本次Vo采样数据与前次Vo采样数据的代数差。△V数据经平滑滤波后与K3相乘后作为附加调整时间与基本时间进行代数运算得到最终PWM控制时间。

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