王鑫慧,趙 剛*,王立珂,弓曉陽,張 賓
(1.北方自動控制技術研究所,太原 030006;2.陸軍裝備部駐北京地區軍事代表局駐太原地區第二軍事代表室,太原 030006)
在嵌入式武器裝備系統中,隨著設備功能的增強,功耗急劇增大,對電源提出了更高的要求,多電源并聯運行成為電源設計中需要考慮的問題,不僅可以解決單個電源變換模塊供電功率不足的問題,還可以實現電源冗余備份、均流功能,以達到分散電流熱應力的效果,當其中一個電源模塊出現故障或失效時,其余電源模塊可以繼續運行,維持系統功率需求,提高整個電源系統的可靠性。
RISC-V 是一種新型的指令集架構,不同于傳統的X86、ARM 架構,具有開源、架構簡單、可定制模塊化的特點。作為軟硬件交互的規范,既滿足了軟硬件協同設計又具備面向系統需求精準定制的能力,迎合了現代系統體系架構和設計需求,具有較高的理論價值和實踐意義。
本文基于RISC-V 指令集架構和PID 控制算法設計了一種多電源負載均衡的方法,根據PID 控制原理,監測被控對象的實時輸出信息,通過控制策略調整輸出信息,使系統輸出處于期望值范圍內,通過主、從電源循環控制,實現均流。主、從電源模塊均采用RISC-V 架構MCU GD32VF103RBT6 作為控制核心,完成信息傳輸和均衡控制功能。與傳統的電源模塊相比,本次設計不僅結合自主可控的開源指令集架構RISC-V 實現均流控制,使用Matlab完成對系統建模完成仿真模擬,而且設計防倒灌電路提高系統可靠性,完成實物搭建,從而驗證所設計的多電源負載均衡具有良好的性能。……