CN116131384A - 一种基于can通信的恒压动态响应方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了逆变器技术领域的一种基于CAN通信的恒压动态响应方法及系统，方法包括如下步骤：步骤S10、上位机通过CAN总线通过直流变换模块向ACDC发送工步电流值；步骤S20、ACDC基于接收的各所述工步电流值计算总输出功率；步骤S30、ACDC基于所述总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值；步骤S40、ACDC基于所述输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值；步骤S50、ACDC基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值。本发明的优点在于：在不增加成本的前提下，极大的提升了ACDC恒压响应的及时性。
Description
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，特别指一种基于CAN通信的恒压动态响应方法及系统。
背景技术
在电力电子行业中，ACDC(逆变器)的直流恒压输出是一种常用的工作模式，直流恒压输出控制时，电压稳定调节能力是重要指标之一；在恒压模式下，电压受输出电流突变影响大，电压会因输出电流的变化而上下波动，因为ACDC的输出功率与输入功率满足守恒关系(忽略功率器件损耗的情况下)，在输出电流增加或减少时，输出直流母线的电压也会相应的升高或降低；一旦负载发生突变，ACDC可能会脱离原有稳定状态，从而影响设备性能，甚至产生欠压或过压故障。
由于调整输出电流的大小是ACDC不可避免的应用方式，很多时候需要对输出电流进行快速而且大幅度的调整，此时便需要在输出电流变化时对电压进行稳定。针对ACDC电压的稳定，传统上存在通过硬件进行控制和通过软件进行控制的两种方法。
通过硬件进行稳压，需要加大母线支撑电容，利用电容电压不能突变的特性来抑制电压变化，或者采用储能装置直接与直流母线连接，作为系统的功率缓冲器给直流母线延长一定时间的能量支撑，但通过硬件进行稳压增加了硬件的电路成本，不利于设计电路的简化和降低设计成本。
通过软件进行稳压，即将实际输出电压与给定输出电压比较得到误差电压，将误差电压经过PID处理得到反馈调制比，并将反馈调制比输入调制模块以调节实际输出电压，为加快电压响应，在调节实际输出电压时加入电流负载前馈；电流负载前馈是基于负载突变后实际电流增加的采样值计算得到的，可以在PID处理前直接增加或减小控制输出，以提高响应速度，但由于电流负载前馈是在负载电流已经变化之后得出的，仍然具有滞后性。
因此，如何提供一种基于CAN通信的恒压动态响应方法及系统，实现在不增加成本的前提下，提升ACDC恒压响应的及时性，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于CAN通信的恒压动态响应方法及系统，实现在不增加成本的前提下，提升ACDC恒压响应的及时性。
第一方面，本发明提供了一种基于CAN通信的恒压动态响应方法，包括如下步骤：
步骤S10、上位机通过CAN总线通过直流变换模块向ACDC发送工步电流值；
步骤S20、ACDC基于接收的各所述工步电流值计算总输出功率；
步骤S30、ACDC基于所述总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值；
步骤S40、ACDC基于所述输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值；
步骤S50、ACDC基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值。
进一步地，所述步骤S10具体为：
上位机通过CAN总线向直流变换模块发送各DCDC的工步电流值，各DCDC将接收的所述工步电流值通过CAN总线发送给ACDC。
进一步地，所述步骤S20具体为：
ACDC基于接收的各所述工步电流值分别计算各DCDC的子功率，再累加各所述子功率得到总输出功率。
进一步地，所述步骤S30中，所述输出电流值的计算公式为：
输出电流值＝总输出功率/直流电压值；
所述步骤S40中，所述输出电流前馈值的计算公式为：
输出电流前馈值＝输出电流值*前馈系数。
进一步地，所述步骤S50具体为：
ACDC判断CAN总线的CAN通信是否正常，且所述输出电流前馈值是否在预设的限定范围内，若是，则基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值；若否，则等待CAN通信正常或者结束流程。
第二方面，本发明提供了一种基于CAN通信的恒压动态响应系统，包括如下模块：
工步电流值发送模块，用于上位机通过CAN总线通过直流变换模块向ACDC发送工步电流值；
总输出功率计算模块，用于ACDC基于接收的各所述工步电流值计算总输出功率；
输出电流值计算模块，用于ACDC基于所述总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值；
输出电流前馈值计算模块，用于ACDC基于所述输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值；
输出电压值动态调整模块，用于ACDC基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值。
进一步地，所述工步电流值发送模块具体用于：
上位机通过CAN总线向直流变换模块发送各DCDC的工步电流值，各DCDC将接收的所述工步电流值通过CAN总线发送给ACDC。
进一步地，所述总输出功率计算模块具体用于：
ACDC基于接收的各所述工步电流值分别计算各DCDC的子功率，再累加各所述子功率得到总输出功率。
进一步地，所述输出电流值计算模块中，所述输出电流值的计算公式为：
输出电流值＝总输出功率/直流电压值；
所述输出电流前馈值计算模块中，所述输出电流前馈值的计算公式为：
输出电流前馈值＝输出电流值*前馈系数。
进一步地，所述输出电压值动态调整模块具体用于：
ACDC判断CAN总线的CAN通信是否正常，且所述输出电流前馈值是否在预设的限定范围内，若是，则基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值；若否，则等待CAN通信正常或者结束流程。
本发明的优点在于：
通过上位机将各DCDC的工步电流值发送给ACDC，ACDC基于各工步电流值计算总输出功率，基于总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值，基于输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值，再基于输出电流前馈值动态调整输出电压值，即通过工步电流值提前响应电压将要变化的趋势，进而及时调整输出电压值，由于采用软件进行调整的方法，无需新增硬件，进而实现在不增加成本的前提下，极大的提升了ACDC恒压响应的及时性，极大的提升了系统的稳定性。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种基于CAN通信的恒压动态响应方法的流程图。
图2是本发明一种基于CAN通信的恒压动态响应系统的结构示意图。
图3是本发明的硬件架构图。
具体实施方式
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：通过上位机发送的工步电流值提前响应ACDC输出电压将要变化的趋势，进而及时调整ACDC的输出电压值，无需新增硬件，以实现在不增加成本的前提下，提升ACDC恒压响应的及时性。
请参照图1至图3所示，本发明一种基于CAN通信的恒压动态响应方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤S10、上位机通过CAN总线通过直流变换模块向ACDC发送工步电流值；
步骤S20、ACDC基于接收的各所述工步电流值计算总输出功率；
步骤S30、ACDC基于所述总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值；
步骤S40、ACDC基于所述输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值；所述前馈系数为预设的系数，为正数；
步骤S50、ACDC基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值，即通过PWM波发生器动态调整输出电压值。
所述步骤S10具体为：
上位机通过CAN总线向直流变换模块发送各DCDC的工步电流值，各DCDC将接收的所述工步电流值通过CAN总线发送给ACDC。直流变换模块由若干个DCDC并联组成，并与电池连接，通过上位机控制电池的充放电。
所述步骤S20具体为：
ACDC基于接收的各所述工步电流值分别计算各DCDC的子功率，再累加各所述子功率得到总输出功率。
所述步骤S30中，所述输出电流值的计算公式为：
输出电流值＝总输出功率/直流电压值；
所述步骤S40中，所述输出电流前馈值的计算公式为：
输出电流前馈值＝输出电流值*前馈系数。
所述步骤S50具体为：
ACDC判断CAN总线的CAN通信是否正常，且所述输出电流前馈值是否在预设的限定范围内，若是，则基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值；若否，则等待CAN通信正常或者结束流程。通过对CAN通信和输出电流前馈值进行校验，极大的提升了系统的稳定性。
本发明一种基于CAN通信的恒压动态响应系统的较佳实施例，包括如下模块：
工步电流值发送模块，用于上位机通过CAN总线通过直流变换模块向ACDC发送工步电流值；
总输出功率计算模块，用于ACDC基于接收的各所述工步电流值计算总输出功率；
输出电流值计算模块，用于ACDC基于所述总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值；
输出电流前馈值计算模块，用于ACDC基于所述输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值；所述前馈系数为预设的系数，为正数；
输出电压值动态调整模块，用于ACDC基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值，即通过PWM波发生器动态调整输出电压值。
所述工步电流值发送模块具体用于：
上位机通过CAN总线向直流变换模块发送各DCDC的工步电流值，各DCDC将接收的所述工步电流值通过CAN总线发送给ACDC。直流变换模块由若干个DCDC并联组成，并与电池连接，通过上位机控制电池的充放电。
所述总输出功率计算模块具体用于：
ACDC基于接收的各所述工步电流值分别计算各DCDC的子功率，再累加各所述子功率得到总输出功率。
所述输出电流值计算模块中，所述输出电流值的计算公式为：
输出电流值＝总输出功率/直流电压值；
所述输出电流前馈值计算模块中，所述输出电流前馈值的计算公式为：
输出电流前馈值＝输出电流值*前馈系数。
所述输出电压值动态调整模块具体用于：
ACDC判断CAN总线的CAN通信是否正常，且所述输出电流前馈值是否在预设的限定范围内，若是，则基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值；若否，则等待CAN通信正常或者结束流程。通过对CAN通信和输出电流前馈值进行校验，极大的提升了系统的稳定性。
综上所述，本发明的优点在于：
通过上位机将各DCDC的工步电流值发送给ACDC，ACDC基于各工步电流值计算总输出功率，基于总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值，基于输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值，再基于输出电流前馈值动态调整输出电压值，即通过工步电流值提前响应电压将要变化的趋势，进而及时调整输出电压值，由于采用软件进行调整的方法，无需新增硬件，进而实现在不增加成本的前提下，极大的提升了ACDC恒压响应的及时性，极大的提升了系统的稳定性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种基于CAN通信的恒压动态响应方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S10、上位机通过CAN总线通过直流变换模块向ACDC发送工步电流值；
步骤S20、ACDC基于接收的各所述工步电流值计算总输出功率；
步骤S30、ACDC基于所述总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值；
步骤S40、ACDC基于所述输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值；
步骤S50、ACDC基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值。
2.如权利要求1所述的一种基于CAN通信的恒压动态响应方法，其特征在于：所述步骤S10具体为：
上位机通过CAN总线向直流变换模块发送各DCDC的工步电流值，各DCDC将接收的所述工步电流值通过CAN总线发送给ACDC。
3.如权利要求1所述的一种基于CAN通信的恒压动态响应方法，其特征在于：所述步骤S20具体为：
ACDC基于接收的各所述工步电流值分别计算各DCDC的子功率，再累加各所述子功率得到总输出功率。
4.如权利要求1所述的一种基于CAN通信的恒压动态响应方法，其特征在于：所述步骤S30中，所述输出电流值的计算公式为：
输出电流值＝总输出功率/直流电压值；
所述步骤S40中，所述输出电流前馈值的计算公式为：
输出电流前馈值＝输出电流值*前馈系数。
5.如权利要求1所述的一种基于CAN通信的恒压动态响应方法，其特征在于：所述步骤S50具体为：
ACDC判断CAN总线的CAN通信是否正常，且所述输出电流前馈值是否在预设的限定范围内，若是，则基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值；若否，则等待CAN通信正常或者结束流程。
6.一种基于CAN通信的恒压动态响应系统，其特征在于：包括如下模块：
工步电流值发送模块，用于上位机通过CAN总线通过直流变换模块向ACDC发送工步电流值；
总输出功率计算模块，用于ACDC基于接收的各所述工步电流值计算总输出功率；
输出电流值计算模块，用于ACDC基于所述总输出功率以及预设的直流电压值计算输出电流值；
输出电流前馈值计算模块，用于ACDC基于所述输出电流值以及前馈系数计算输出电流前馈值；
输出电压值动态调整模块，用于ACDC基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值。
7.如权利要求6所述的一种基于CAN通信的恒压动态响应系统，其特征在于：所述工步电流值发送模块具体用于：
上位机通过CAN总线向直流变换模块发送各DCDC的工步电流值，各DCDC将接收的所述工步电流值通过CAN总线发送给ACDC。
8.如权利要求6所述的一种基于CAN通信的恒压动态响应系统，其特征在于：所述总输出功率计算模块具体用于：
ACDC基于接收的各所述工步电流值分别计算各DCDC的子功率，再累加各所述子功率得到总输出功率。
9.如权利要求6所述的一种基于CAN通信的恒压动态响应系统，其特征在于：所述输出电流值计算模块中，所述输出电流值的计算公式为：
输出电流值＝总输出功率/直流电压值；
所述输出电流前馈值计算模块中，所述输出电流前馈值的计算公式为：
输出电流前馈值＝输出电流值*前馈系数。
10.如权利要求6所述的一种基于CAN通信的恒压动态响应系统，其特征在于：所述输出电压值动态调整模块具体用于：
ACDC判断CAN总线的CAN通信是否正常，且所述输出电流前馈值是否在预设的限定范围内，若是，则基于所述输出电流前馈值动态调整输出电压值；若否，则等待CAN通信正常或者结束流程。
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