專利名稱：正弦波相角閉環(huán)控制器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種電工儀器線路，尤其涉及標準功率源的輸出電壓與電流間相角的閉環(huán)控制器。
二背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)普遍采用數(shù)字乘法器實現(xiàn)相角閉環(huán)。據(jù)電功率P＝V*I*COSθ知COSθ＝P/(V*I)，如果把V，I在時間軸上離散為無數(shù)個數(shù)據(jù)，用專用集成電路或自行設計的組合電路實現(xiàn)每一時刻V與I的乘積并連續(xù)不斷積分得到直流電平即為功率P。設V，I皆為確定值，那么根據(jù)P值即可得到相角值φ，根據(jù)P值大小控制相角φ，從而實現(xiàn)閉環(huán)。如深圳科陸電子有限公司的CL301型電測變送器檢定裝置。這種方案的最大缺點是在工藝上很難實現(xiàn)高精度控制，由于積分器長期精度很難保證，因此控制精度0.02％是很難實現(xiàn)的。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種控制范圍在-179.99°-+179.99°，控制精度0.03°，相角分辨率0.01°，正弦波頻率范圍為45.00～65.00Hz，頻率分辨率0.01Hz，控制精度0.02％的標準功率源輸出電壓與電流間相角的閉環(huán)控制。
本實用新型是這樣來實現(xiàn)的該相角閉環(huán)控制器包括程控串行脈沖發(fā)生器、串并計數(shù)器、數(shù)據(jù)比較器、相角電平轉(zhuǎn)換器、相角基準電平發(fā)生器、差值采樣器及CPU；相角電平轉(zhuǎn)換器，將被控對象輸出的正弦波轉(zhuǎn)換為相應的直流電平，并輸出該直流電平，其輸入端與被控對象的輸出端連接；相角基準電平發(fā)生器，將CPU根據(jù)相角設置數(shù)據(jù)輸出的信號轉(zhuǎn)換為相應的基準直流電平，并輸出該基準直流電平，其輸入端通過微機總線與CPU相連；差值采樣器，將相角電平轉(zhuǎn)換器輸出的直流電平與相角基準電平發(fā)生器輸出的基準直流電平比較，并將差值輸出到CPU，其輸入端分別與相角電平轉(zhuǎn)換器和相角基準電平發(fā)生器的輸出端連接，其輸出端通過微機總線與CPU相連；CPU，1)將需要的正弦波頻率換算成串行脈沖CLOCK的頻率，并通過微機總線將該頻率值輸出到程控串行脈沖發(fā)生器的輸入端；2)根據(jù)差值采樣器輸出的差值改變輸入數(shù)據(jù)比較器的相角預置數(shù)據(jù)，并通過微機總線將改變后的相角預置數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)比較器的輸入端；3)設置相角值，并將該信號轉(zhuǎn)換為相角基準電平數(shù)據(jù)和相角預置數(shù)據(jù)并分別通過微機總線輸出到相角基準電平發(fā)生器和數(shù)據(jù)比較器的輸入端；程控串行脈沖發(fā)生器，1)根據(jù)CPU輸出的CLOCK頻率值，產(chǎn)生并輸出相應的串行脈沖；2)根據(jù)CPU輸出的CLOCK頻率值，產(chǎn)生并輸出CLOCK脈沖到被控對象；程控串行脈沖發(fā)生器的輸出端分別連接被控對象的輸入端、串并計數(shù)器的輸入端；串并計數(shù)器，將程控串行脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的串行脈沖轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信號，并輸出并行數(shù)據(jù)信號，其輸出端連接數(shù)據(jù)比較器的輸入端；數(shù)據(jù)比較器，將串并計數(shù)器產(chǎn)生的并行數(shù)據(jù)信號與CPU輸出的相角預置數(shù)據(jù)進行比較，輸出信號到被控對象，其輸出端連接被控對象的輸入端。
本實用新型用較簡單、廉價、可行的電路實現(xiàn)高精度相角閉環(huán)，尤其是保持相較長期精確度，解決了長期來困擾電工儀表行業(yè)實現(xiàn)對相角閉環(huán)的標準功率源的研制難題。
權(quán)利要求1.一種正弦波相角閉環(huán)控制器，其特征在于它包括程控串行脈沖發(fā)生器、串并計數(shù)器、數(shù)據(jù)比較器、相角電平轉(zhuǎn)換器、相角基準電平發(fā)生器、差值采樣器及CPU；相角電平轉(zhuǎn)換器，將被控對象輸出的正弦波轉(zhuǎn)換為相應的直流電平，并輸出該直流電平，其輸入端與被控對象的輸出端連接；相角基準電平發(fā)生器，將CPU根據(jù)相角設置數(shù)據(jù)輸出的信號轉(zhuǎn)換為相應的基準直流電平，并輸出該基準直流電平，其輸入端通過微機總線與CPU相連；差值采樣器，將相角電平轉(zhuǎn)換器輸出的直流電平與相角基準電平發(fā)生器輸出的基準直流電平比較，并將差值輸出到CPU，其輸入端分別與相角電平轉(zhuǎn)換器和相角基準電平發(fā)生器的輸出端連接，其輸出端通過微機總線與CPU相連；CPU，1)將需要的正弦波頻率換算成串行脈沖CLOCK的頻率，并通過微機總線將該頻率值輸出到程控串行脈沖發(fā)生器的輸入端；2)根據(jù)差值采樣器輸出的差值改變輸入數(shù)據(jù)比較器的相角預置數(shù)據(jù)，并通過微機總線將改變后的相角預置數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)比較器的輸入端；3)設置相角值，并將該信號轉(zhuǎn)換為相角基準電平數(shù)據(jù)和相角預置數(shù)據(jù)并分別通過微機總線輸出到相角基準電平發(fā)生器和數(shù)據(jù)比較器的輸入端；程控串行脈沖發(fā)生器，1)根據(jù)CPU輸出的CLOCK頻率值，產(chǎn)生并輸出相應的串行脈沖；2)根據(jù)CPU輸出的CLOCK頻率值，產(chǎn)生并輸出CLOCK脈沖到被控對象；程控串行脈沖發(fā)生器的輸出端分別連接被控對象的輸入端、串并計數(shù)器的輸入端；串并計數(shù)器，將程控串行脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的串行脈沖轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信號，并輸出并行數(shù)據(jù)信號，其輸出端連接數(shù)據(jù)比較器的輸入端；數(shù)據(jù)比較器，將串并計數(shù)器產(chǎn)生的并行數(shù)據(jù)信號與CPU輸出的相角預置數(shù)據(jù)進行比較，輸出信號到被控對象，其輸出端連接被控對象的輸入端。
專利摘要本實用新型為一種正弦波相角閉環(huán)控制器，屬于電工儀器線路，尤其涉及標準功率源的輸出電壓與電流間相角的閉環(huán)控制器。該相角閉環(huán)控制器包括程控串行脈沖發(fā)生器、串并計數(shù)器、數(shù)據(jù)比較器、相角電平轉(zhuǎn)換器、相角基準電平發(fā)生器、差值采樣器及CPU等七個單元，數(shù)據(jù)比較器的兩個負脈沖CLR1、CLR2與程控串行脈沖發(fā)生器的相對于一個完整正弦波的36000只CLOCK脈沖一起輸出到被控對象，相角電平轉(zhuǎn)換器將被控對象輸出的正弦波轉(zhuǎn)換為直流電平與相角基準電平發(fā)生器產(chǎn)生的直流電平在差值采樣器比較，通過CPU改變相角。本實用新型用較簡單、廉價、可行的電路實現(xiàn)高精度相角閉環(huán)，解決了長期來困擾電工儀表行業(yè)實現(xiàn)對相角閉環(huán)的標準功率源的研制難題。
文檔編號G05F1/66GK2586192SQ0226657
公開日2003年11月12日 申請日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月26日
發(fā)明者陳均章 申請人:上海儀器儀表研究所