一种基于PID的主从设备间的时钟同步方法与流程

技术特征：
1.一种基于pid的主从设备间的同步方法，包括有且仅有一台主设备和若干台从设备，主设备安装有主时钟，每台从设备安装有从时钟，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按公式
①
计算出从设备与主设备之间采用1588v2协议确定从时钟与主时钟之间的时钟偏差e(m)，e(m)表示采用1588v2协议计算出第m次确定从时钟与主时钟之间的基准时钟偏差：e(m)＝[(t2-t1) (t3-t4)]/2
‑‑‑‑‑‑①
式中，t1表示从设备向主设备发送同步请求的发送时刻，t2表示主设备接收到同步请求的接收时刻，t3表示向从设备发送的同步请求回应报文的发送时刻，同步请求回应报文携带有t2和t3，t4表示从设备接收到同步请求回应报文的接收时刻；步骤2：从设备初始化后，按公式
②
计算出从设备与主设备的当前时刻下的第k次时钟偏差e(k)：e(k)＝e(k 1)-e(1)
‑‑‑‑‑‑②
式中，e(1)和e(k 1)也即是公式
①
中m分别取1和k 1时的基准时钟偏差的取值；步骤3：按公式
③
计算出当前时刻下第k次用于调节pwm占空比的调节控制量u(k)：式中，k1、k2和k3为权重系数，为常数，根据调节控制量u(k)调整第k次所对应的当前时刻下的pwm信号的占空比，从而调节从设备的从时钟的频率，使得从时钟的频率与主时钟的频率保持同步，从而实现主从设备间的时钟同步，其中，调节控制量u(k)输入从设备的压控晶振，以调节压控晶振输出的频率，压紧晶振输出的频率作为从时钟的频率。2.根据权利要求1所的基于pid的主从设备间的同步方法，其特征在于，3.根据权利要求1所的基于pid的主从设备间的同步方法，其特征在于，时刻t1和t4是从时钟根据从设备内压控晶振输出的频率计数得到的计数值，时刻t2和t3是主时钟根据主设备内压控晶振输出的频率计数得到的计数值。4.根据权利要求3所的基于pid的主从设备间的同步方法，其特征在于，所述时刻t1和t4是从时钟根据从设备内压控晶振输出的频率计数得到的计数值，时刻t2和t3是主时钟根据主设备内压控晶振输出的频率计数得到的计数值，其具体实现包括：主时钟输出p％占空比的pwm信号，p为正整数，pwm信号经滤波器转换为电压信号，电压信号输入给压控晶振以控制压控晶振的输出频率mclk，该输出频率mclk进行计数得到的计数值作为主时钟和从时钟的时间戳，该时间戳对应t2和t3，从时钟输出p％占空比的pwm信号，pwm信号经滤波器转换为电压信号，电压信号输入给压控晶振以控制压控晶振的输出频率mclk，该输出频率mclk进行计数得到的计数值作为从时钟的时间戳，该时间戳对应t1和t4。5.根据权利要求4所的基于pid的主从设备间的同步方法，其特征在于，p＝50。

技术总结
本发明公开一种基于PID的主从设备间的同步方法，包括如下步骤：采用1588v2协议计算出第m次确定从时钟与主时钟之间的基准时钟偏差E(m)；从设备初始化后，根据下一次的基准时钟偏差和第1次的基准时钟偏差的差值计算出从设备与主设备的当前时刻下的当前次的时钟偏差；按相应公式计算出当前时刻下第k次用于调节PWM占空比的调节控制量u(k)，根据调节控制量u(k)调整第k次所对应的当前时刻下的PWM信号的占空比，从而调节从设备的从时钟的频率，使得从时钟的频率与主时钟的频率保持同步。本发明能够很好地在主从设备间进行时钟同步，同步精度误差小。度误差小。度误差小。


技术研发人员：梁伟富 张常华 朱正辉 赵定金
受保护的技术使用者：广州市保伦电子有限公司
技术研发日：2022.06.09
技术公布日：2022/9/6