TMS320F2812 DSP在柴油發(fā)電機組頻率測量中的應用

0 引 言
對于柴油發(fā)電機組而言，調頻性能的好壞，是決定整個(gè)發(fā)電機組電氣性能的關(guān)鍵，決定了它的電壓特性、帶載能力。而傳統的模擬頻率調節裝置要實(shí)現復雜的控制規律或擴展更多的功能，就必然造成結構復雜，成本提高，可靠性降低的問(wèn)題。隨著(zhù)微處理器技術(shù)和現代控制理論的發(fā)展，柴油發(fā)電機的頻率調節從傳統的模擬技術(shù)轉向數字控制。數字式控制器具有算法靈活、精度高、抗能力強等特點(diǎn)，對數字式控制器的研究已成為柴油發(fā)電機領(lǐng)域的熱門(mén)課題。本文論述的就是柴油發(fā)電機數字控制器中頻率測量環(huán)節的功能實(shí)現。

1 測頻原理
系統的原理框圖如圖l所示，柴油發(fā)電機的頻率可由光電編碼器來(lái)檢測，碼盤(pán)與機組傳動(dòng)軸連接，能夠產(chǎn)生兩個(gè)頻率變化且正交(即相位相差90°)的脈沖，DSP通過(guò)其EV管理器的正交編碼脈沖QEP電路對脈沖頻率或周期進(jìn)行測量，從而測得機組轉速，機組轉速n與同步發(fā)電機發(fā)電頻率f之間滿(mǎn)足：

f=pn/60 （1）
其中p為發(fā)電機的極對數。故由此可間接測得柴油發(fā)電機的頻率。

而測取機組轉速的方法有T法、M法和M／T法，T法是通過(guò)測量光電碼盤(pán)所產(chǎn)生的相鄰兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間來(lái)確定轉速，故適合測量較低轉速；M法則是在一定的時(shí)間間隔內對光電碼盤(pán)所產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計數來(lái)確定轉速，故適合測量較高轉速；而M／T法由于結合了前兩者的特點(diǎn)，所以在測速場(chǎng)合被廣泛使用。其原理是，由定時(shí)器確定采樣周期T，定時(shí)器的定時(shí)開(kāi)始時(shí)刻總與脈沖編碼器的第一個(gè)計數脈沖前沿保持一致，在T的期間內得到脈沖數M1，同時(shí)，另一個(gè)計數器對標準的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計數，當T定時(shí)結束時(shí)，只停止對脈沖計數器的計數，而T結束后脈沖編碼器輸出的第一個(gè)脈沖前沿時(shí)，才停止對標準時(shí)鐘的計數，并得到計數值M2，其持續時(shí)間為T(mén)+△T，即可以推導出此時(shí)轉速為：

其中K為編碼器旋轉一周的脈沖數；fs為標準的時(shí)鐘脈沖的頻率。由式(1)可得，機組頻率為：

按此方法測頻，脈沖數M2會(huì )存在多1或少1的誤差，但由于fs遠高于光電脈沖頻率，所以由其引起的誤差很小，測量精度大大提高。