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TTCAN在风力发电控制系统中的应用

本文摘要:1章节 近几年,风力发电产业开始转入一个高速增长期[1],而随着风电的火热,风力发电控制技术也获得了较慢的发展。本文所设计的风力发电控制系统使用模块化设计,应用于1兆瓦风力发电掌控。 设计还包括了主控制器模块、i/o模块、电网测量模块和变桨驱动模块,各模块间通过can总线相连展开通讯。 由于传统的can网络没统一的全局时钟,本质上是以事件启动时为基础的总线系统,不会常常不存在总线时序恐慌、报文发送到冲突造成发送到延后等弊端,影响系统的实时性[2]。

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1章节  近几年,风力发电产业开始转入一个高速增长期[1],而随着风电的火热,风力发电控制技术也获得了较慢的发展。本文所设计的风力发电控制系统使用模块化设计,应用于1兆瓦风力发电掌控。

设计还包括了主控制器模块、i/o模块、电网测量模块和变桨驱动模块,各模块间通过can总线相连展开通讯。  由于传统的can网络没统一的全局时钟,本质上是以事件启动时为基础的总线系统,不会常常不存在总线时序恐慌、报文发送到冲突造成发送到延后等弊端,影响系统的实时性[2]。尽管事件启动时can在报文发送到告终后获取自动再考虑功能,但是发送到的延时不会造成报文帧发送到的清楚时间难以预料,从而造成can网络报文发送到周期的晃动。

所以报文发送到时倘若再次发生传输错误,报文的重传不会减轻can总线的开销,很有可能导致某报文帧因重传的延时而错失其有效地时间[3],实时性大打折扣。而使用时间启动时的ttcan协议,确保任何时候总线上只有一条信息传输,能有效地防止冲突导致的总线仲裁,防止报文重传,在具备较多节点且通讯量较小的can总线通讯中,能更佳地掌控通讯周期,提升系统的实时性。本论文设计使用基于ttcan的can总线通信方式来构建分布式风力发电控制系统各模块间的数据通信。

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同时融合校验措施,目的提升控制系统的实时性和可靠性。2系统结构  图1为本控制系统总体结构图,系统还包括cpu模块、变桨控制器卡模块、3个i/o模块和电网测量模块一共6个模块节点。系统搭配infineon公司xc164cs单片机来已完成总线架构。

xc164cs所具备的twincan模块还包括两个全功能can节点,与外阔can芯片比起在确保速度和稳定性的同时也为软件编程获取了便利。两个全can节点中的每一个都能接管和发送到带上11位标识符的标准帧和带上29位标识符的拓展帧。两个can节点分享twincan模块的资源,目的是优化can总线通信处置以及使cpu负荷大于[4]。

全can功能与fifo结构的灵活性人组可符合简单嵌入式系统的动态拒绝。同时它不具备禁令再考虑功能,所以利用各个模块xc164cs单片机的twincan模块可以很便利地重新组建控制系统各模块间双校验的ttcan通信网络。图1风力发电控制器系统总体框图3ttcan原理与构建  ttcan是在传统can的基础上带入时间启动时机制,任何动作都是由一个时间(全局实时)系列要求的[5],它将通讯周期拆分成若干时间片,同时分配给各个节点,构成一个调度时刻表,总线上各个节点严苛遵照该时刻表在各自的时间片中展开can数据发送[6],如图2右图,当系统时钟抵达3ms和6ms时,发送到报文a;抵达5ms和9ms时,分别接管报文b和发送到报文c。

网络内所有的报文活动都决定在一个这样的周期性的时刻表内,获得了系统信息阵,来掌控所有节点长时间有序的展开通讯。从而确保任何时刻总线上只有一条数据传输,防止总线仲裁,保证了系统实时性,所以ttcan的设计实质上是制订能符合系统控制周期的can节点调度时刻表[7]。


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