CN113220058B - 一种飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法及系统，属于飞机地面静变电源的技术领域，该补偿方法包括：S1：在输出电缆与飞机连接的插头处，将输出电缆的备用控制线芯与输出电缆的主回路线芯并联压接；S2：将备用控制线芯连接至飞机地面静变电源，并作为飞机地面静变电源中主控芯片的电压采集线；S3：主控芯片将备用控制线芯采集的电压值作为输出电压负反馈值，将输出电压负反馈值与输出电压设定值进行PID闭环控制，直至输出电压负反馈值与输出电压设定值之间的偏差小于阈值，实现输出电缆的压降补偿，以达到简化电压补偿估算，实时准确控制输出电压的目的。
Description
技术领域
本发明属于飞机地面静变电源的技术领域，具体而言，涉及一种飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法及系统。
背景技术
飞机供电电压范围要求较为严格，飞机地面静变电源带载后由于电缆自身阻抗会在输出电缆上产生压降，但是在不同负载和输电电缆情况下，其电缆压降是随之变化的。
现有的电缆压降补偿方法：直接采集飞机地面静变电源的输出端电压，根据电缆阻抗和输出电流来估算电压补偿，由于在估算电压补偿时，存在诸多变量，如：电缆长度、电导率、分布电容、杂散电感以及输出负载电流等。进而通常导致估算值不能达到预期设定值，调节不及时还易导致过压，参数设置不当易造成过补偿，在实际应用中，无法精确地控制电缆末端插头与飞机连接处电压。
发明内容
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法及系统以达到简化电压补偿估算，实时准确控制输出电压的目的。
本发明所采用的技术方案为：一种飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法，该补偿方法包括：
S1：在输出电缆与飞机连接的插头处，将输出电缆的备用控制线芯与输出电缆的主回路线芯并联压接；
S2：将备用控制线芯连接至飞机地面静变电源，并作为飞机地面静变电源中主控芯片的电压采集线；
S3：主控芯片将备用控制线芯采集的电压值作为输出电压负反馈值，将输出电压负反馈值与输出电压设定值进行PID闭环控制，直至输出电压负反馈值与输出电压设定值之间的偏差小于阈值，实现输出电缆的压降补偿。
进一步地，所述补偿方法还包括：
根据备用控制线芯所采集到输出电压负反馈值，若采集到输出电压负反馈值中的任意相输出电压值低于设定的下限值时，则提示断线故障；
进一步地，根据采集到输出电压负反馈值中的各个相输出电压值，对每一相输出电压值分别逐一与该相所设定的下限值作比较，以识别出断线故障所对应的相。
进一步地，所述备用控制线芯与主回路线芯之间通过压线插管进行并联压接。
在本发明中还提供了一种飞机地面静变电源输出电缆压降补偿系统，包括飞机地面静变电源和连接于飞机地面静变电源上的输出电缆，其特征在于，该系统还包括：
在输出电缆与飞机连接的插头处，输出电缆的备用控制线芯与输出电缆的主回路线芯之间并联压接，且备用控制线芯的另一端接入至飞机地面静变电源的主控芯片；
所述主控芯片用于将备用控制线芯采集的电压值作为输出电压负反馈值，通过输出电压负反馈值与输出电压设定值进行PID闭环控制生成控制量，由控制量控制飞机地面静变电源的输出电压。
进一步地，所述主控芯片用于根据备用控制线芯所采集的输出电压负反馈值，对输出电缆进行断线故障检测并识别出断线故障在输出电缆中所对应的相。
进一步地，所述备用控制线芯与主回路线芯之间通过压线插管进行并联压接。
本发明的有益效果为：
1.采用本发明所提供的飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法及系统，其利用输出电缆自带的备用控制线芯对输出电缆末端的输出电压进行采集，并将采集的电压值作为负反馈值输入至飞机地面静变电源中，通过飞机地面静变电源对输出电压直接进行PID闭环控制，相较于传统的压降补偿方法，其控制算法简单且控制精度高，能够精确地控制电缆末端插头与飞机连接处电压。
附图说明
图1是本发明所提供的飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法中的电路连接结构示意图；
图2是本发明所提供的飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法中PID控制算法的示意图；
附图中标注如下：
1-飞机地面静变电源，2-输出电缆，3-飞机连接插头，4-主回路线芯，5-备用控制线芯，6-压接插管。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
实施例1
鉴于现有技术中根据电缆阻抗和输出电流来估算电压补偿存在诸多变量，在本实施例中具体提供了一种飞机地面静变电源1输出电缆2压降补偿方法，该压降补偿方法直接采集输出电缆2的末端插头处电压值作为反馈进行PID控制，无需估算且控制算法简单，能够实时准确控制到输出电缆2的末端插头处所需的电压值。该补偿方法包括：
S1：如图1所示，在输出电缆2与飞机连接的插头处，即输出电缆2位于飞机连接插头3的部分，将输出电缆2的备用控制线芯5与输出电缆2的主回路线芯4并联压接；为简化操作过程，在实际应用时，备用控制线芯5与主回路线芯4之间通过压线插管进行并联压接，压接插管6应当是与主回路线芯4相匹配的，将压接插管6套入至主回路线芯4上，即可实现将备用控制线芯5与主回路线芯4进行并联压接。
S2：将备用控制线芯5连接至飞机地面静变电源1，备用控制线芯5分为a相、b相、c相以及n相，其分别对应并联连接至主回路线芯4的A相、B相、C相和N相，并以该备用控制线芯5所作为飞机地面静变电源1中主控芯片的电压采集线，通过电压采集线反馈电压采集值至主控芯片ARM，主控芯片ARM为飞机地面静变电源1的核心电器元件，其功能和作用在此处不再赘述。
S3：主控芯片将备用控制线芯5采集的电压值作为输出电压负反馈值，将输出电压负反馈值与输出电压设定值进行PID闭环控制，如图2所示，其出示了PID闭环控制的具体流程，以飞机连接插头3的末端处电压Uo作为输出电压负反馈值，将输出电压设定值Ui与输出电压负反馈值Uo的差值E进行比例(P)、积分(I)、微分(D)后通过线性组合作为飞机地面静变电源1的控制量，从而对飞机地面静变电源1的输出电压进行控制，最终控制输出电压负反馈值Uo与输出电压设定值Ui之间的偏差小于阈值，在实施例中，阈值可取0.1，即实现输出电压负反馈值Uo与输出电压设定值Ui之间的偏差接近于零，进而实现输出电缆2的压降补偿。
在输出电压控制过程中，引入了负反馈，根据给定值(输出电压设定值Ui)与反馈值(输出电压负反馈值Uo)之间的偏差进行PID算法控制，形成闭环控制，从而精准的控制飞机地面静变电源1的输出电压。在实际应用时，若检测到飞机连接插头3的末端处电压低时，就控制提高输出电压；若检测到飞机连接插头3的末端处电压高时，就控制降低输出电压，相较于传统的压降补偿方法，其无需根据电缆阻抗和运行电流参数进行估算来校准飞机连接插头3在末端处的输出电压。
除了上述所提及的压降补偿，在实际应用时，该补偿方法还包括断线检测功能，该断线检测功能主要为：
由于当主回路线芯4的某相断线后，在飞机连接插头3的末端处无法采集到相应相对应线芯的输出电压。
基于此，在飞机地面静变电源1在运行中，会实时采集飞机连接插头3的末端处输出电压，根据备用控制线芯5所采集到输出电压负反馈值(该输出电压负反馈值包括A相、B相、C相和N相所对应的输出电压值)，若采集到输出电压负反馈值中的任意一相输出电压值低于该相所设定的下限值时，则提示断线故障；为进一步明确断线故障所在的相(A相、B相、C相或N相)，需根据采集到输出电压负反馈值中的各个相对应的输出电压值，对每一相输出电压值分别逐一与该相所设定的下限值作比较，以识别出断线故障所对应的具体所在相，以达到具备检测相线和零线是否断线的功能。
断线检测是防止断线后继续为飞机供电造成下级故障，尤其是避免了其中零线断线时带来的安全隐患，这也是民航相关标准明确要求电源具备的保护功能。
实施例2
在实施例1中提供了飞机地面静变电源1输出电缆2压降补偿方法的基础上，在本发明中还提供了一种飞机地面静变电源1输出电缆2压降补偿系统，包括飞机地面静变电源1和连接于飞机地面静变电源1上的输出电缆2，其具体连接方式在实施例1中已阐述，此处不再赘述，该系统还包括：
在输出电缆2与飞机连接的插头处，输出电缆2的备用控制线芯5与输出电缆2的主回路线芯4之间并联压接，且备用控制线芯5的另一端接入至飞机地面静变电源1的主控芯片；备用控制线芯5与主回路线芯4之间通过压线插管进行并联压接，该种连接方式具有简单、高效的优点。
主控芯片用于将备用控制线芯5采集的电压值作为输出电压负反馈值，并将输出电压负反馈值与输出电压设定值进行PID闭环控制，以控制飞机地面静变电源1的输出电压。
另一方面，主控芯片还会根据备用控制线芯5所采集到输出电压负反馈值(该输出电压负反馈值包括A相、B相、C相和N相所对应的输出电压值)，若采集到输出电压负反馈值中的任意一相输出电压值低于该相所设定的下限值时，则提示断线故障，断线故障通过飞机地面静变电源1为用户提示；为进一步明确断线故障所在的相(A相、B相、C相或N相)，需根据采集到输出电压负反馈值中的各个相对应的输出电压值，对每一相输出电压值分别逐一与该相所设定的下限值作比较，以识别出断线故障所对应的具体所在相，主控芯片连接有设于飞机地面静变电源上的显示器，通过显示器对断线故障进行显示并显示具体哪一相出现断线，以协助用户能够实时掌握输出电缆的相线和零线是否存在断线的情况。
防止断线后飞机地面静变电源1继续为飞机供电造成下级故障，尤其是避免了其中零线断线时带来的安全隐患。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法，其特征在于，该补偿方法包括：
S1：在输出电缆与飞机连接的插头处，将输出电缆的备用控制线芯与输出电缆的主回路线芯并联压接；
S2：将备用控制线芯连接至飞机地面静变电源，并作为飞机地面静变电源中主控芯片的电压采集线；
S3：主控芯片将备用控制线芯采集的电压值作为输出电压负反馈值，将输出电压负反馈值与输出电压设定值进行PID闭环控制，直至输出电压负反馈值与输出电压设定值之间的偏差小于阈值，实现输出电缆的压降补偿。
2.根据权利要求1所述的飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法，其特征在于，所述补偿方法还包括：
根据备用控制线芯所采集到输出电压负反馈值，若采集到输出电压负反馈值中的任意相输出电压值低于设定的下限值时，则提示断线故障。
3.根据权利要求2所述的飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法，其特征在于，根据采集到输出电压负反馈值中的各个相输出电压值，对每一相输出电压值分别逐一与该相所设定的下限值作比较，以识别出断线故障所对应的相。
4.根据权利要求1所述的飞机地面静变电源输出电缆压降补偿方法，其特征在于，所述备用控制线芯与主回路线芯之间通过压线插管进行并联压接。
5.一种飞机地面静变电源输出电缆压降补偿系统，包括飞机地面静变电源和连接于飞机地面静变电源上的输出电缆，其特征在于，该系统还包括：
在输出电缆与飞机连接的插头处，输出电缆的备用控制线芯与输出电缆的主回路线芯之间并联压接，且备用控制线芯的另一端接入至飞机地面静变电源的主控芯片；
所述主控芯片用于将备用控制线芯采集的电压值作为输出电压负反馈值，通过输出电压负反馈值与输出电压设定值进行PID闭环控制生成控制量，由控制量控制飞机地面静变电源的输出电压。
6.根据权利要求5所述的飞机地面静变电源输出电缆压降补偿系统，其特征在于，所述主控芯片用于根据备用控制线芯所采集的输出电压负反馈值，对输出电缆进行断线故障检测并识别出断线故障在输出电缆中所对应的相。
7.根据权利要求5所述的飞机地面静变电源输出电缆压降补偿系统，其特征在于，所述备用控制线芯与主回路线芯之间通过压线插管进行并联压接。
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