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TTCAN在风力发电控制系统中的应用

发布日期:2021-04-21 07:52浏览次数:
本文摘要:第一章近年来,风力发电行业开始进入高速增长期[1],随着风力发电的火爆,风力发电控制技术也取得了缓慢的发展。本文设计的风力发电控制系统采用模块化设计,并应用于1 MW风力发电的控制。该设计还包括一个主控制器模块、一个i/o模块、一个电网测量模块和一个桨距驱动模块,所有这些模块都通过can总线进行通信连接。 由于传统的can网络没有统一的全局时钟,本质上是基于事件启动的总线系统,往往不存在总线定时恐慌、消息发送冲突导致发送延迟等影响系统实时性的缺点[2]。

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第一章近年来,风力发电行业开始进入高速增长期[1],随着风力发电的火爆,风力发电控制技术也取得了缓慢的发展。本文设计的风力发电控制系统采用模块化设计,并应用于1 MW风力发电的控制。该设计还包括一个主控制器模块、一个i/o模块、一个电网测量模块和一个桨距驱动模块,所有这些模块都通过can总线进行通信连接。

由于传统的can网络没有统一的全局时钟,本质上是基于事件启动的总线系统,往往不存在总线定时恐慌、消息发送冲突导致发送延迟等影响系统实时性的缺点[2]。虽然在事件开始时,can可以在消息发送后获得自动复议功能,但发送的延迟不会使发送消息帧的清晰时间不可预测,从而导致can网络消息发送周期的晃动。因此,如果消息发送时再次出现传输错误,消息的重传并不会降低can总线的开销,可能会导致消息帧因重传延迟而错过其有效时间[3],实时性大大降低。

时间启动时的ttcan协议可以保证总线上任何时候只有一条消息传输,可以有效防止冲突引起的总线仲裁,防止消息重传。在节点多、通信量少的CAN总线通信中,可以更好地控制通信周期,提高系统的实时性。本文设计了基于ttcan的can总线通信模式,用于构建分布式风力发电控制系统各模块之间的数据通信。

同时,集成了标定措施,提高了控制系统的实时性和可靠性。2系统结构图1是该控制系统的总体结构图。该系统还包括六个模块节点,即中央处理器模块、桨距控制卡模块、三个i/o模块和电网测量模块。系统采用英飞凌公司的xc164cs单片机,完成了总线架构。

xc164cs的twincan模块还包括两个全功能can节点。与宽can芯片相比,它不仅保证了速度和稳定性,而且便于软件编程。两个完整的can节点中的每一个都可以接管并发送到具有11位标识符的标准帧和具有29位标识符的扩展帧。

两个can节点共享twincan模块的资源,以优化can总线通信处理,并使cpu负载大于[4]。全can功能和fifo结构的灵活性可以满足简单嵌入式系统的动态拒绝。

同时,它不具备禁止复议功能,因此可以利用xc164cs单片机各模块的twincan模块,方便地重构控制系统各模块间双重验证的ttcan通信网络。图1风力发电控制器系统总框图3ttcan原理及构造ttcan是基于传统can的时间启动机制,任何动作都需要一个时间(全局实时)序列[5],将通信周期拆分成若干个时间片,同时分配给各个节点,形成调度时间表,总线上各个节点严格按照时间表在自己的时间片内启动can数据传输[6], 如图2右图所示,当系统时钟到达3时,在到达5毫秒和9毫秒时,分别接收消息b并将其发送给消息c。

网络中的所有消息活动都是在这样的周期调度中确定的,并获得系统信息数组来控制所有节点长时间有序地通信。从而保证总线上任何时候只有一个数据传输,防止总线仲裁,保证系统实时性。

因此,ttcan的设计本质上是制定满足系统控制周期的can节点调度计划。


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