diff --git a/docs/coil-range-alarm-design.md b/docs/coil-range-alarm-design.md index 90e548b..b85e772 100644 --- a/docs/coil-range-alarm-design.md +++ b/docs/coil-range-alarm-design.md @@ -1,16 +1,23 @@ # 线圈电感量估算与不合理范围告警 — 设计讨论稿 -> **状态：设计讨论稿（未实现，2026-09-02）** — 本文仅存档讨论结论，代码未落地。 +> **状态：设计讨论稿（未实现）** — 本文仅存档讨论结论，代码未落地。 > 固件版本基线：V4.25（cmcng.h）；涉及产品：DLD154V4B（DLD154V4）。 +**修订记录：** + +| 版本 | 日期 | 说明 | +|------|------|------| +| v0.1 | 2026-09-02 | 初稿（合理范围按 50~300 µH，三区制） | +| v0.2 | 2026-09-03 | 合理范围改 **50 ~ 1000 µH（规格书口径，两档任意一档合法即不告警）**，三区窗口重算 | + ## 1. 背景 DLD154V4 线圈振荡电路：固定电容 **33 nF** + 拨码开关可并联另一 **33 nF**（C = 33 nF 或 66 nF 两级频率）。 拨码**不引到 MCU IO**，固件无法感知当前档位。 -需求： +需求（用户最终口径）： 1. 由实测振荡频率推算线圈电感量 L（粗略值即可） -2. 对不合理电感量范围的线圈进行告警（判断合理范围 **50 ~ 300 µH**，用户给定） +2. 对不合理电感量范围的线圈告警：**两档任意 L ∈ [50, 1000] µH 合法**（规格书范围），超出才告警 3. 预留 C_eff 校准公式/系数，测试时微调 4. 持续监视 @@ -22,54 +29,60 @@ LC 谐振：**f = 1 / (2π·√(L·C))**，反推 **L = 1 / (4π²·f²·C)** - 误差预算：C 容差 ±5% → L 误差 ~10%；线圈分布电容 C0（几十 pF vs 33000 pF）≈0.3% 可忽略； 谐振拓扑非理想偏移 → 待标定收口 - **档位歧义（核心）**：C = 33/66 nF → 同一线圈频率差 √2=1.414 倍，反推 L 差 **2 倍**； - 拨码不可读 → 单次测频无法唯一判定档位（见 §4 三区制） + 拨码不可读 → 单次测频无法唯一判定档位 → 判定采用三区制（§4） ## 3. 频率 ↔ 电感对照表 -| L(µH) | C=33nF f(kHz) | C=66nF f(kHz) | -|-------|--------------|--------------| -| 20 | 195.9 | 138.5 | -| 50 | 123.9 | 87.6 | -| 100 | 87.6 | 62.0 | -| 150 | 71.5 | 50.6 | -| 300 | 50.6 | 35.8 | -| 500 | 39.2 | 27.7 | -| 1000 | 27.7 | 19.6 | -| 1440* | 23.1 | 16.3 | +| L(µH) | C=33nF f(kHz) | C=66nF f(kHz) | 备注 | +|-------|--------------|--------------|------| +| 20 | 195.9 | 138.5 | 超出下限（<50）→ 红区（>123.9 必超） | +| **50**| **123.9** | **87.6** | 规格下界 | +| 100 | 87.6 | 62.0 | 推荐带 | +| 200 | 62.0 | 43.8 | 推荐带 | +| 300 | 50.6 | 35.8 | 推荐带上沿 | +| 500 | 39.2 | 27.7 | 可工作（33nF 档落绿/66nF 档落绿边界） | +| 800 | 31.0 | 21.9 | 66nF 档落灰带（33nF 档对应 L=2000µH 超，无法判档） | +| **1000**| **27.7** | **19.6** | 规格上界 | +| 1440* | 23.1 | 16.3 | 超出上限（<19.6 必超） | -\* 现场实测 Xn=3681 → f=16.3kHz → L≈1445µH(66nF)/2889µH(33nF)，无论哪档都超 300µH → - 该线圈应被"L 偏大"告警拦下（V4.24/V4.25 抓波形期间发现的现象） +\* 现场实测 Xn=3681 → f=16.3kHz → L≈1445µH(66nF)/2889µH(33nF)，无论哪档都 >1000µH → + 该线圈应被"L 偏大"红区告警拦下（V4.24/V4.25 抓波形期间发现的现象） **换算公式（默认档粗估）**：L_µH = 2.533e7 / (f_kHz² × C_nF)；33nF 档结果 = 66nF 档结果 × 2 **C_eff 校准预留**：L_µH = (2.533e9 / (f_kHz² × C_nF)) × COIL_CAL_COEF_Q10 / 1024， 标定线圈（100µH / 300µH 精密电感）实测 f 后调单一系数收口。 -## 4. 判定窗口 — 三区制（2026-09-02 讨论修订） +## 4. 判定窗口 — 三区制（v0.2：合理范围 50 ~ 1000 µH，两档任意合法） -初稿使用"两档并集 [35.8, 123.9] kHz 为绿"，用户指出应关注**交集 [50.6, 87.6] kHz**。 -讨论结论：L 是线圈固有属性（f 随档位变），档位不可读时并集（可能漏报超范围线圈） -与交集（会误报合法线圈，如 66nF+200µH=43.8kHz、33nF+80µH=98kHz 均为手册推荐组合） -都是二值判据，无法消除两档交叠歧义 → **采用三区制**： +两档频率带： +- C=33nF 合法带：**27.7 ~ 123.9 kHz**（L∈[50,1000]µH） +- C=66nF 合法带：**19.6 ~ 87.6 kHz** + +"两档任意 L∈[50,1000]µH 合法" → 只要**存在一个档位**使 L 合法即不告警（并集思路）； +但档位不可读，单档合法区无法确认 → 保留三区制： | 区 | 频率 (kHz) | 语义 | 动作 | |----|-----------|------|------| -| 🟢 确认正常 | 50.6 ~ 87.6（两档频带交集） | 两档下 L 均 ∈ [50,300] µH | 绿灯 | -| 🟡 歧义带 | 35.8~50.6 或 87.6~123.9（单档合法区） | 某一档合法/另一档超，无档位信息无法确认 | 不上故障灯，仅 EVT/状态字段提示 | -| 🔴 确认超范围 | < 35.8 或 > 123.9（并集外） | 两档下 L 必超（<35.8 → >300µH；>123.9 → <50µH） | 黄灯慢闪告警 | +| 🟢 确认正常 | 27.7 ~ 87.6（两档频带交集） | 拨任意一档，L 都在 [50,1000] µH | 绿灯 | +| 🟡 歧义带 | 19.6~27.7 或 87.6~123.9（单档合法区） | 某一档合法/另一档超，无档位信息无法确认 | 不上故障灯，仅 EVT/状态字段提示 | +| 🔴 确认超范围 | < 19.6 或 > 123.9（并集外） | 两档下 L 必超（<19.6 → L>1000µH；>123.9 → L<50µH） | 黄灯慢闪告警 | -- 🔴 区无歧义：<35.8 必然是 66nF 档 + L>300µH；>123.9 必然是 33nF 档 + L<50µH -- 🟡 区若上灯会误伤合法现场（如 66nF 档 + 200µH → f=43.8kHz），建议静默到诊断层，产品手册注明"该频段请核对拨码档位" +- 🔴 区无歧义：<19.6 必然是 66nF 档 + L>1000µH；>123.9 必然是 33nF 档 + L<50µH +- 🟡 区（放宽后收窄）：如 800µH 拨 66nF → f=21.9kHz 落灰带（33nF 档对应 2000µH 超）； + 常见推荐组合 100~500µH 两档均落绿区（见 §3 表）——灰带上灯会误伤这类现场，建议静默到诊断层 +- 与 v0.1（50~300µH）对比：红下界 35.8 → **19.6**（300~1000µH 的规格内线圈不再误报）， + 绿窗 50.6~87.6 → **27.7~87.6** ### 建议宏（TaskLoop.h，待标定） ```c -#define COIL_F_LOW_LIMIT 358 // f < 35.8kHz → L 必 >300µH → L偏大 (0.1kHz 单位) -#define COIL_F_HIGH_LIMIT 1239 // f > 123.9kHz → L 必 <50µH → L偏小 (0.1kHz 单位) -#define COIL_F_GREEN_LOW 506 // 绿窗下界 50.6kHz (交集) -#define COIL_F_GREEN_HIGH 876 // 绿窗上界 87.6kHz (交集) -#define COIL_DEF_C_NF 66 // 默认档电容 nF (拨码不可读, 粗估 L 用; 33nF 档 ×2) -#define COIL_CAL_COEF_Q10 1024 // C_eff 校准系数 Q10 (=1.000), 标定后微调 +#define COIL_F_LOW_LIMIT 196 // f < 19.6kHz → L 必 >1000µH → L偏大 (0.1kHz 单位) +#define COIL_F_HIGH_LIMIT 1239 // f > 123.9kHz → L 必 <50µH → L偏小 (0.1kHz 单位) +#define COIL_F_GREEN_LOW 277 // 绿窗下界 27.7kHz (两档交集) +#define COIL_F_GREEN_HIGH 876 // 绿窗上界 87.6kHz (两档交集) +#define COIL_DEF_C_NF 66 // 默认档电容 nF (拨码不可读, 粗估 L 用; 33nF 档 ×2) +#define COIL_CAL_COEF_Q10 1024 // C_eff 校准系数 Q10 (=1.000), 标定后微调 ``` ## 5. 判定状态机（持续监视 + 防抖） @@ -103,18 +116,19 @@ COIL_F_GREEN_LOW..HIGH → 正常 ## 7. 诊断输出（草案） ``` -EVT|coil_fault f:16.3kHz L~1445uH(C66/×2C33) too_large // 进入告警 -EVT|coil_ok f:62.1kHz L~100uH // 恢复 +EVT|coil_fault f:16.3kHz L~1445uH(C66/×2C33) too_large // 进入告警 (红区) +EVT|coil_gray f:21.9kHz // 歧义带提示 (可选, 不上灯) +EVT|coil_ok f:62.1kHz L~100uH // 恢复 ``` ## 8. 单测计划 -`tests/test_coil_range.c`：窗口边界换算（表驱动）/ 越界告警与恢复防抖 / -车压不误判（VD=1 不判）/ 两档歧义粗估（L66 与 ×2）。 +`tests/test_coil_range.c`：窗口边界换算（表驱动 50/1000 边界）/ 红区告警与恢复防抖 / +车压不误判（VD=1 不判）/ 两档歧义粗估（L66 与 ×2）/ 灰带不上灯仅状态位。 ## 9. 待确认项（未定） 1. 黄灯模式 5 慢闪 1Hz 节奏是否采纳（或"常亮+1 短灭"） 2. 默认档 `COIL_DEF_C_NF`：66nF（出厂并联 ON）？现场是否有普遍拨 33nF 的情况 -3. 灰带（歧义带）处理：推荐不上灯仅诊断日志，若产品要求提示再议（EVT/状态位 1 级） -4. 绿/红四阈值需标定线圈实测后微调 +3. 灰带（歧义带）处理：推荐不上灯仅诊断日志（EVT|coil_gray），若产品要求提示再议 +4. 红/绿阈值（196/1239/277/876，0.1kHz 单位）需标定线圈实测后微调