申请/专利权人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所

申请日：2022-10-13

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN115589272B

主分类号：H04J3/06

分类号：H04J3/06;H04L7/00;H04Q11/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2023.01.31#实质审查的生效;2023.01.10#公开

摘要：本发明公开了一种基于FC‑AE的高精度脉冲同步系统包括多台FC‑AE交换机，各交换机间通过光纤线缆进行级联通信，预设任一FC‑AE交换机为主交换机；每台FC‑AE交换机下分别挂接一个或多个FC‑AE通信节点；各个FC‑AE通信节点分别通过非级联端口连接监控箱或逆变功率模块；逆变功率模块用于利用同步脉冲信号进行三交流电相位同步及并联运行；监控箱用于提供脉冲源，源脉冲可从任意一台FC‑AE交换机下挂接的FC‑AE通信节点输入；本发明提供了基于FC‑AE的高精度脉冲同步系统，相比于传统电气总线构成的通信网络具有更高的传输速率、更低的端到端延迟、更低的误码率。同时，光纤通道的抗干扰能力更强，支持不同拓扑并且兼容性强。

主权项：1.一种基于FC-AE的高精度脉冲同步系统，其特征在于，所述高精度脉冲同步系统包括多台FC-AE交换机，各交换机间通过光纤线缆进行级联通信，预设任一FC-AE交换机为主交换机；每台FC-AE交换机下分别挂接一个或多个FC-AE通信节点；各个FC-AE通信节点分别通过非级联端口连接监控箱或逆变功率模块；逆变功率模块用于利用同步脉冲信号进行三交流电相位同步及并联运行；监控箱用于提供脉冲源，源脉冲可从任意一台FC-AE交换机下挂接的FC-AE通信节点输入；所述FC-AE通信节点获取对应监控箱发出的同步脉冲信号上升沿，发送主脉冲信号的边沿采样信息组成上升沿帧至FC-AE交换机；所述FC-AE交换机接收到上升沿帧后，通过级联通信将上升沿帧转发到其他FC-AE交换机，进而转发到其他FC-AE通信节点；其他FC-AE通信节点接收到上升沿帧后，根据帧中的数据域字段信息，恢复出同步脉冲信号上升沿；所述监控箱的模块化控制器发出同步脉冲信号下降沿；FC-AE通信节点检测到同步脉冲信号下降沿，将主脉冲信号的边沿采样信息组成下降沿帧并发送给FC-AE交换机；其他FC-AE交换机接收到下降沿帧后，将下降沿帧转发到其他FC-AE交换机，从而转发到其他FC-AE通信节点；FC-AE通信节点接收到下降沿帧后，根据帧中的数据域字段信息，恢复出同步脉冲信号下降沿；所述逆变功率模块依据主交换机的同步脉冲信号上升沿和同步脉冲信号下降沿将直流电变换为三相交流电，从而控制其三相交流电的相位；所述FC-AE交换机在非级联端口检测到脉冲原语的FC-AE交换机，解析接收到的主交换机选举帧内容，获得交换机设备ID字段并与本交换机设备ID进行比较，若ID字段值优先级大于本交换机设备ID，则在本交换机中将延迟补偿计算使能标志位置1，并通过接收级联口回复NACK帧至发送选举帧的交换机；若ID字段值优先级小于本交换机设备ID，则延迟补偿计算使能标志位置0，同时从另一个级联端口转发主交换机选举帧至下一级FC-AE交换机，从接收级联口回复选举应答帧，选举应答帧从各级交换机级联口依次转发并到达发送选举帧的交换机；所述选举应答帧内容中包括主交换机选举帧接收时间戳和选举应答帧发送时间戳；当FC-AE交换机在接收到应答帧或NACK帧的总个数为N-1时，若延迟补偿计算使能标志位仍保持为1，此交换机为主交换机；在N-1应答帧接收过程中，若有一次延迟补偿计算使能标志位为0，则延迟补偿计算使能标志位保持0不变；所述高精度脉冲同步系统对各FC-AE交换机之间的同步脉冲信号存在延迟误差进行误差补偿；主交换机与其它交换机的链路延迟为：pdelayj＝T2j-T3j+T4j-T1×period2；其中，period为交换机时间戳产生逻辑的时钟周期，主交换机发送主交换机选举帧的时间戳记为T1，网络中的其它交换机j在选举应答帧携带的主交换机选举帧接收时间戳为T2j，携带的选举应答帧发送时间戳为T3j，主交换机记录接收到选举应答帧的时间戳为T4j；所述主交换机连续进行NT次双向帧交互，并将测量出的延迟值组成数据集，每个拟合周期内的双向帧交互周期索引记为h，且0≤j＜N，0≤h＜NT，记第K次拟合周期内，第i次进行双向帧交互后，主交换机获取的N个延迟值组成数据集MiK，该数据集表示为：MiK＝{miK|miK＝pdelayjiK}其中，0≤iNT；基于MiK数据集，对延迟测量值进行最小二乘拟合，假设第K次的拟合多项式为：pdelayj′K＝a0+a1j2+…akjk+…+amjm其中，多项式系数有： 将pdelayj′K的值作为新的延迟补偿值，得到第K次拟合后各FC-AE节点需要补偿的延迟值：ΔdelayjK＝Max{pdelayj′K}-pdelayj′K；主交换机进行第K+1次延迟测量，记该拟合周期内第h次双向帧交互，得到的样本数据集为MhK+1，该数据集为： 更新样本集为：MiK＝MhK+1将更新样本集重新进行多项式拟合，将得到的pdelayj′K值作为迭代更新后的延迟补偿值，再计算第K+1次拟合后各FC-AE节点需要补偿的延迟值，得到迭代更新后的各FC-AE节点需要补偿的延迟值；主交换机通过FC-AE帧交互，将计算出的延迟补偿值下发到FC-AE通信节点，FC-AE通信节点根据接收到的延迟值，将恢复出的脉冲滞后对应的延迟值后输出，实现高精度的脉冲同步。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种基于FC-AE的高精度脉冲同步系统

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