[发明专利]一种适用于航空电源系统发电机的频率采集方法及装置

说明书

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_{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。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。

技术领域

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。

背景技术

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360-800Hz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。

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。

发明内容

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：

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。

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。

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。

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：

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；

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；