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STM32F4-Base/App/algo/prot_set.h
T
wandering1 0264b49489 feat(algo): B8 频率测量层 + 过频/低频保护(L3-5)
新增 App/algo/freq.c/h:由 L2 基波相量导出系统频率。相邻两拍共轭
乘积 P=Z(m)·conj(Z(m-1)) 取角 = 每拍相位增量(免显式解缠绕),再按
自适应窗长 K_eff=round(8·Fs/(2·f_hat))(45~55 Hz 段 73~89 拍)做滑动
平均。定长窗受 20 点矩形窗负序泄漏纹波限制(实测扫频最坏 0.317 Hz;
60 拍 Kay 复数和 0.197 Hz,交叉项和角不按 1/K^2 衰减),自适应窗使
窗长恰为纹波周期 fs/(2f) 整数倍 -> 最坏 0.0101 Hz。推导与两轮弯路
写在 freq.c 文件头。

假值钳制带取 35~65 Hz,刻意宽于系统合理带 40.5~60.5:单拍相位差本身
带 ±5 Hz 泄漏纹波,贴边钳制会非对称丢弃纹波半周 -> 均值偏置(实测
45 Hz 点 +0.16 Hz)。系统合理带由 OF/UF 定值范围在消费侧把关。
幅值门 FREQ_AMP_MIN=50 码(拟定,待 L1-5 标定复核):低于门判无有效
波形,停更新、valid 清零、读数保持 -> 浮空/PT 断线不发散。源优先级
UA(C02)->IA(C01),按名前缀解析、每拍动态回退,切换即废相位基准。

prot_set:尾追加 8 项(PS_ID_COUNT 32->40,编号不回收)
OF_EN/OF_HZ/OF_DLY/UF_EN/UF_HZ/UF_DLY/RET_OF/RET_UF。OF/UF 逐项通讯
地址不在本仓库 -> 全部 comm_addr=0 本地项(104 C_SE 不可寻址,待对照
参考表补)。频率返回系数独立(0.99/1.01),勿与电气量 0.95/1.05 共用。
bad_mask 随项数扩为 uint64_t。PROT_SET_BLOB_VER 1->2。

prot_set_store:换代与损坏分流。load 返回 2 = 版本/项数换代(本文件
打 INFO "prot set blob version change, defaults in use"),-1 = 真损坏
(defaultTask 按 CORRUPT 报 ERROR + 自检留痕)。B7 旧档(ver=1/32 项)
升级首启属预期路径,不得报成损坏。语义分流收在属主文件内,
default_task.c 不动。

prot_elm:实例表加 src 字段(0=phasor rms,1=freq),PE_OF/PE_UF 尾
追加(PE_COUNT 7->9)。freq 无有效读数按方向填"必不启动"值(过量 0 /
欠量 1e30 -> 滞回比较恒假 -> 元件复位),不整拍跳过——频率源缺失不得
饿死电流/电压类元件(B5 行为不回归)。OF/UF 暂未映射独立 104 遥信点,
动作只经 YX15 保护总聚合可见(送检点表 = B10)。

板端接线:adcTask 在 phasor_run() 之后同拍调 freq_run();心跳/首拍日志
追加 freq(<tag>): f=%ld valid=%u (x0.01)(MicroLIB 无 %f)。app_main
内核前 freq_init()。

主机单测:freq 46 用例(J1 扫频 45~55 Hz <=0.02 Hz 实测最坏 0.0101;
J2 噪声 1% <=0.10 实测 0.0160;J3 启动收敛 <=40 ms 实测 20;J4 阶跃
50->51 <=120 ms 实测 98;J5 浮空 valid=0 不发散;J6 跳变 60 ms 内回
±0.05;另直流 8000 码 / 3-5 次谐波 20%/10% / UA->IA 回退)。
prot_set 90(+TC-PS-011 OF/UF 行 + 64 位 bad_mask bit39 + 旧档拒绝)、
prot_elm 47(+OF/UF 滞回与方向隔离 + run() 测频接线)。回归:phasor
57、iec104 94 全绿。

J4=120 ms 是"精度优先于响应"的显式取舍(Lead 批准):4 周波窗换
0.317->0.0101 Hz,测频响应 98 ms << OF/UF 定时限默认 1000 ms(占
总动作时间 <10%),暂态另有 J6 <=60 ms 兜底。

注册:freq.c 入 uvprojx algo 组 + check_registration.py SIM_EXEMPT
(纯算法、模拟器无消费路径,照 prot_set.c 先例)。

@build 0 错误 0 警告(Code=207468 RO=18304 RW=1068 ZI=153084)。
RAM:RW_IRAM1 96096->96728 B(+632 B,73.3%->73.8%)、RW_CCM 不变
57376 B(87.9%)、Flash 224596->226840 B(+2244 B,21.4%->21.6%);
台账随合并由 Lead 回填。stack_report:adcTask 静态最坏链 1320 B /
余量 1240 B(48%)改前后完全不变(freq_run 帧未进最坏链,无需抬栈);
protectTask 链 872 B / 余 1176 B(57%)同样不变。

gate: only mem-budget/mem-numbers pending lead ledger backfill
--------------------------------------------------------------
门禁实跑(pre-commit run --all-files,Lead 批准 --no-verify 提交):
28 Passed / 2 Failed,失败仅 mem-numbers 与 mem-budget 两条——均为
docs/内存管理 受管快照与本 .map 不一致(台账由 Lead 每次合并后
--write 回填,避免多分支同改受管表冲突)。其余含 doc-links /
coding-standard / no-mojibake / cppcheck / registration-check /
13 条主机单测钩子全 Passed(gitlint 属 commit-msg 阶段,不在该次
--all-files 内)。ci_local L0.5 全绿(freq 46/46 等)。
字节卫生自查(--no-verify 跳过卫生钩子,故手工核):17 个暂存文件
全部 BOM=无 / CR=0(纯 LF)/ U+FFFD=0;自研 .c/.h 去注释后字符串
字面量 100% ASCII(唯一非 ASCII 字面量在 test/host/iec104/iec104_test.c
的既有用例名,非本次改动行;test/ 不在 coding-standard 钩子范围)。
2026-10-12 19:16:37 +08:00

179 lines
9.5 KiB
C
Raw Blame History

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/*
* 模块名称:保护定值模型(P1,L5-1 载体)
* 模块功能:保护定值的 RAM 模型——编号 / 通讯地址 / 范围 / 默认值 / 校验和自检,
* 以及 B7 定值持久化的**纯逻辑层**(blob 序列化/解析 + 原子装载)。
* 文件读写胶水在 App/cfg/prot_set_store.c(MCU 端)。
*
* 设计口径(docs/算法/继电保护功能复现规划.md §5):
* - 定点存储:Q10(×1024),与参考系统定点系数 2^10 一致(§5.3);
* - 通讯地址:与参考 g_tCommSetParaTab(Comm/Pub/Const_CommSetPara.c)逐项对齐,
* 基址 0x8820(=34848);告警类沿用运行参数段 0x8027/0x8029;
* - 校验和(L5-1):sum32 正码 + 反码成对封存(参考 tagPRS 的
* dwTagSum/dwTagSumN 模式),selfcheck 失配 → 置闭锁;
* - ⚠ 默认值/范围为**拟定值**:参考 EEPROM 出厂默认表未在本仓库,
* 待对照后逐项修订(规划 §10.3 待补项);范围先按 DTU 馈线典型量级。
*
* 线程约定(B7 定):装载(init/store_parse)在 defaultTask(存储 bring-up,
* STORAGE_READY 前);单项写在 iec104Task(C_SE/YK12,经 set_sealed 原子路径);
* 落盘在 defaultTask(配置引擎属主)。读在保护消费者任务(快照值原子)。
* 双缓冲交换 = 单字写,读侧永远看到一致快照;写者之间靠启动时序串行
* (装载先于 NET_READY,104 写在其后)。
*
* 创建日期:2026-10-11
*/
#ifndef PROT_SET_H
#define PROT_SET_H
#include <stdint.h>
/* Q10 定点:工程量 × 1024(与参考 2^10 口径一致) */
#define PROT_SET_Q10(v) ((int32_t)(((double)(v)) * 1024.0))
#define PROT_SET_FROM_Q10(v) ((float)((double)(v) / 1024.0))
/* 定值项编号(枚举序 = RAM 数组序 = 校验和覆盖序,只增不删不改序) */
typedef enum {
/* --- 三段式相间过流(A 相,L3-1):投退/跳闸投退/电流/延时 --- */
PS_OC1_EN = 0, /* 0x8856 Ⅰ段投退 */
PS_OC1_TRIP, /* 0x8857 Ⅰ段跳闸投退(0 告警 / 1 跳闸) */
PS_OC1_CUR, /* 0x8858 Ⅰ段电流定值(A,二次值) */
PS_OC1_DLY, /* 0x8859 Ⅰ段延时(ms) */
PS_OC2_EN, /* 0x885A */
PS_OC2_TRIP, /* 0x885B */
PS_OC2_CUR, /* 0x885C */
PS_OC2_DLY, /* 0x885D */
PS_OC3_EN, /* 0x885E */
PS_OC3_TRIP, /* 0x885F */
PS_OC3_CUR, /* 0x8860 */
PS_OC3_DLY, /* 0x8861 */
/* --- 过负荷(A 相,L3-3) --- */
PS_OL_EN, /* 0x8871 */
PS_OL_TRIP, /* 0x8872 */
PS_OL_CUR, /* 0x8873 */
PS_OL_DLY, /* 0x8874 */
/* --- 过压 / 欠压(UA,L3-4;沿用参考告警段 0x8029/0x8027) --- */
PS_OV_EN, /* 本地投退(参考告警类无独立投退,V0.1 补) */
PS_OV_VOL, /* 0x8029 过电压门限(V,二次值) */
PS_OV_DLY, /* 0x802A 过电压延时(ms) */
PS_UV_EN, /* 本地投退 */
PS_UV_VOL, /* 0x8027 低电压门限(V,二次值) */
PS_UV_DLY, /* 0x8028 低电压延时(ms) */
/* --- 零序过压(UN,L3-6) --- */
PS_3U0_EN, /* 0x888E */
PS_3U0_VOL, /* 0x888F 3U0 定值(V,二次值) */
PS_3U0_DLY, /* 0x8890 延时(ms) */
/* --- 公共 --- */
PS_RET_OVER, /* 过量返回系数(返回门槛 = 定值 × 系数,<1) */
PS_RET_UNDER, /* 欠量返回系数(返回门槛 = 定值 × 系数,>1) */
PS_PT_PRI, /* 0x8820 PT 一次额定(V) */
PS_PT_SEC, /* 0x8821 PT 二次额定(V) */
PS_CT_PRI, /* 0x8825 CT 一次额定(A) */
PS_CT_SEC, /* 0x8826 CT 二次额定(A) */
/* --- 全局软压板(B7):104 YK12 两段式投退;0 = 保护退出服务 --- */
PS_GLOBAL_EN, /* 本地项(无通讯地址,经 YK12 写、C_RD 不可读) */
/* --- 过频 / 低频(L3-5,B8):投退/动作频率/延时 + 各自返回系数 ---
* ⚠ 通讯地址:参考 g_tCommSetParaTab 的保护定值段(0x8820~0x8882)
* 含"低压/低频"类目(规划 §5.1),但 OF/UF 的**逐项地址不在本仓库**
* (参考 Comm 源文件未随仓库提供)→ 按"找不到对应即本地项"规则全部
* comm_addr=0 登记本地项(104 C_SE 不可寻址),待对照参考表后补。
* ⚠ 默认值/范围为**拟定**(同全表口径,规划 §5.4 落实进度注)。 */
PS_OF_EN, /* 过频投退(本地) */
PS_OF_HZ, /* 过频动作频率(Hz) */
PS_OF_DLY, /* 过频延时(ms) */
PS_UF_EN, /* 低频投退(本地) */
PS_UF_HZ, /* 低频动作频率(Hz) */
PS_UF_DLY, /* 低频延时(ms) */
PS_RET_OF, /* 过频返回系数(返回门槛 = 定值 × 系数,<1;本地) */
PS_RET_UF, /* 低频返回系数(返回门槛 = 定值 × 系数,>1;本地) */
PS_ID_COUNT
} prot_set_id_t;
/* 定值项元数据(ROM 常量表,校验和自检不覆盖它——只覆盖 RAM 值区) */
typedef struct {
uint16_t comm_addr; /* 通讯信息体地址(0 = 本地项,不上送) */
uint8_t is_ctl; /* 1 = 投退/枚举项(0/1),0 = 模拟量项 */
int32_t def; /* 默认值(Q10;投退项为 0/1 的 Q10) */
int32_t min; /* 下限(Q10) */
int32_t max; /* 上限(Q10) */
} prot_set_meta_t;
extern const prot_set_meta_t g_prot_set_meta[PS_ID_COUNT];
/*
* 函数功能:装载出厂默认值并封存校验和(幂等,内核启动前可调)
*/
void prot_set_init(void);
/*
* 函数功能:整表装载外部值(P4 起由 cfg_file 定值段调用),逐项范围校验
* 入口参数:vals - PS_ID_COUNT 个 Q10 值
* 返 回 值:0 全部合法(已装载并封存)/ -1 存在越界项(**整表不装载**,
* 返回前可经 prot_set_bad_mask() 取越界位图)
*/
int prot_set_load_raw(const int32_t *vals);
/* 越界位图(bit i = 第 i 项越界;load_raw 失败后有效。B8:项数 32→40,
* 位图随项数扩为 64 位——消费方仅主机单测,板端闭锁走 prot_set_locked()) */
uint64_t prot_set_bad_mask(void);
/*
* 函数功能:单项写入(范围校验;**不自动重封校验和**——批量改完必须
* 显式 prot_set_seal(),否则 selfcheck 判"定值被非法改写")
* 返 回 值:0 / -1 越界拒写
*/
int prot_set_set(prot_set_id_t id, int32_t q10);
int32_t prot_set_get(prot_set_id_t id); /* Q10 原值 */
float prot_set_get_f(prot_set_id_t id); /* 工程量浮点 */
uint8_t prot_set_get_ctl(prot_set_id_t id); /* 投退项:!=0 视为投入 */
/* 校验和(L5-1):sum32 覆盖 RAM 值区;seal 封存正/反码对 */
uint32_t prot_set_checksum(void);
void prot_set_seal(void);
/* 自检:重算并与封存值比对,失配 → 置闭锁并返回 -1(已闭锁也返回 -1) */
int prot_set_selfcheck(void);
uint8_t prot_set_locked(void);
/*
* 函数功能:单项**原子**写入+封存(B7,收口 B5 竞态窗口)
* 入口参数:id - 定值项编号;q10 - Q10 定点值
* 返 回 值:0 / -1 越界或非法编号拒写(原值不动)
* 函数说明:影子缓冲拷贝 → 改影子 → 重封校验和 → 单字交换活跃区。
* selfcheck 永远看到"值区与封存一致"的完整快照,不存在
* "已改值未封存"中间态(区别于 prot_set_set+seal 的批处理路径,
* 两条路径不得在一次批处理中途交错)。置脏标志(待持久化)。
*/
int prot_set_set_sealed(prot_set_id_t id, int32_t q10);
/* 脏标志(存在未落盘的定值改动):set_sealed 置位;load/init 不置 */
uint8_t prot_set_dirty_peek(void); /* 非消费(生产者用它通知属主任务) */
uint8_t prot_set_dirty_take(void); /* 消费(属主任务落盘前取) */
void prot_set_dirty_mark(void); /* 写盘失败回置(等下轮重试) */
/* ---------------- 持久化 blob(B7;纯逻辑,主机可单测) ----------------
* 格式(小端):magic 'PSET'(4B) + version u16 + count u16
* + values u32×count + sum32 u32 + ~sum32 u32
* 版本 2(B8:定值表 32→40 项,OF/UF 尾追加);count 必须等于 PS_ID_COUNT
* (定值表增项 → 旧 blob 整体作废,编号不回收但格式换代,宁可用出厂默认
* 也不半装载)。ver 1 旧档在 parse 即被版本闸拒绝 → 出厂默认 + 日志
* (措辞 = "version change",非 CORRUPT,见 prot_set_store/default_task)。 */
#define PROT_SET_BLOB_MAGIC 0x50534554uL /* 字节序 P,S,E,T */
#define PROT_SET_BLOB_VER 2u
#define PROT_SET_BLOB_HDR_SZ 8u /* magic(4)+ver(2)+cnt(2) */
#define PROT_SET_BLOB_SZ (PROT_SET_BLOB_HDR_SZ + 4u * (uint32_t)PS_ID_COUNT + 8u)
/*
* 函数功能:把当前值区序列化为 blob(校验和按值区现算,不依赖封存值)
* 返 回 值:0 / -1 缓冲不足或参数非法;*p_len 输出实际长度
*/
int prot_set_store_serialize(uint8_t *p_buf, uint32_t cap, uint32_t *p_len);
/*
* 函数功能:解析 blob 并**整表原子**装载(all-or-nothing)
* 入口参数:p_buf/len - blob 字节流
* 返 回 值:0 已装载并封存 / -1 拒绝(magic/版本/长度/校验对不符或
* 任一项越界 → 值区一字不动;越界项经 prot_set_bad_mask() 指认)
*/
int prot_set_store_parse(const uint8_t *p_buf, uint32_t len);
#endif /* PROT_SET_H */