[發(fā)明專利]變流器實時控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710034920.5
• 申請日: 2007-05-14
• 公開（公告）號: CN101051228A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪大成;劉可安
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所
• 代理人: 趙洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到變流器的控制領(lǐng)域，特指一種變流器實時控制器。

背景技術(shù)

牽引變流器用實時控制器是變流器控制的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，決定著變流器輸出的品質(zhì)，及變流器控制的穩(wěn)定性和可靠性。現(xiàn)在，國內(nèi)外在實時控制器領(lǐng)域有著各種不同的方案，因此，實時控制器也就相應(yīng)的有不同的硬件架構(gòu)。目前，國外通常都是采用多浮點CPU+FPGA的架構(gòu)，這種架構(gòu)的控制器雖已經(jīng)投入了商業(yè)運用，并且進(jìn)入了量產(chǎn)階段，但在開發(fā)周期上面過于冗長，需要根據(jù)控制器要求，編寫大量的邏輯控制軟件，從而帶來了龐大的人力成本開銷。另外，在不同的控制場合，系統(tǒng)進(jìn)行裁剪更改比較麻煩。參見圖4所示，國內(nèi)目前主流的變流器控制器采用的是單浮點CPU+2定點CPU的架構(gòu)，該系統(tǒng)比較穩(wěn)定、可靠，但是，CPU之間交換數(shù)據(jù)的方式采用的是雙口訪問存儲單元(以下簡稱雙口RAM)異步交換數(shù)據(jù)的方式，因此，在數(shù)據(jù)傳輸上延時較長，使得整個計算周期也比較長；另外，使用雙口RAM進(jìn)行訪問，數(shù)據(jù)交換沖突的概率較高，因此，總結(jié)長時間以來的應(yīng)用經(jīng)驗，我們認(rèn)為，開發(fā)一種新的實時控制器架構(gòu)，來完善和補(bǔ)充上述控制架構(gòu)的問題十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種結(jié)構(gòu)簡單、通過高速實時無沖突交換數(shù)據(jù)，來完成最終縮短核心計算周期的目的的變流器實時控制器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為：一種變流器實時控制器，其特征在于：它包括可編程邏輯控制單元以及分別與可編程邏輯控制單元相連的定點CPU、第一浮點CPU、第二浮點CPU、緩沖單元、電源變換單元和時鐘發(fā)生單元，定點CPU、第一浮點CPU和第二浮點CPU分別與可編程邏輯控制單元相連，定點CPU通過主從方式專用高速并行主機(jī)口總線對第一浮點CPU和第二浮點CPU進(jìn)行訪問、調(diào)度，緩沖單元為定點CPU對第一浮點CPU和第二浮點CPU之間的訪問提供數(shù)據(jù)隔離和數(shù)據(jù)驅(qū)動，用來為第一浮點CPU和第二浮點CPU內(nèi)設(shè)有用來讀出或?qū)懭氡匾獢?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩沖單元。

所述第一浮點CPU或第二浮點CPU通過外部擴(kuò)展總線XD與脈沖鎖存單元相連，用來對外輸出或鎖存第一浮點CPU或第二浮點CPU通過計算得到的控制脈沖。

所述第一浮點CPU或第二浮點CPU通過外部擴(kuò)展總線XD與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連，用來輸入變流器經(jīng)過控制后的反饋采樣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于：

1、結(jié)構(gòu)簡單，易于系統(tǒng)裁剪；上述的定點+雙浮點DSP結(jié)構(gòu)可以根據(jù)系統(tǒng)運算需要配置成為定點+雙浮點DSP或定點+多浮點DSP結(jié)構(gòu)。

2、數(shù)據(jù)處理及交換的速度較快，實時性強(qiáng)；DSP采用高性能運算內(nèi)核及并行32位總線結(jié)構(gòu)，消除了實時控制中數(shù)據(jù)處理的瓶頸。

3、通用性較強(qiáng)，易于系統(tǒng)升級換代；實時控制器中配備了工業(yè)控制中通用的信號采樣和脈沖發(fā)生及鎖存通道，能夠適應(yīng)多種場合的控制要求，另外控制器自帶的總線接口，能夠方便的應(yīng)用在各種控制系統(tǒng)中。

4、易于軟件編寫，且方便軟件的移植；控制器的內(nèi)嵌軟件都采用的是控制領(lǐng)域非常流行的C程序進(jìn)行編寫。

5、成本較低，適合批量應(yīng)用。控制器采用業(yè)界較為流行且成本較低DSP作為核心CPU，有效的降低了系統(tǒng)成本和采購難度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的原理示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的電路原理示意圖；

圖4是現(xiàn)有技術(shù)中控制器的框架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說明：

1、定點CPU??????????????2、第一浮點CPU

3、第二浮點CPU??????????4、脈沖緩存單元

5、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元?????????6、電源變換單元

7、時鐘發(fā)生單元?????????8、緩沖單元

9、可編程邏輯控制單元

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。