目前,国内用于检定仪器仪表的直流标准电压源大多数从国外进口,价格高昂,且不易与多功能标准源系统集成使用;而国内厂家生产的直流标准电压源,大都存在着准确度有限,稳定度差等缺点。根据国内市场对高准确度、高稳定度和低成本直流标准电压源的需求,本文依据JJG 445-86《直流标准电压源检定规程》,对直流标准电压源在双闭环系统下进行了研究,给出了一种新型高精度数控直流电压源的设计与实现方法。通过理论分析比较典型串联型稳压电路和单闭环数控直流电压源不足之处,本方案下位机硬件电路设计采用了双闭环系统结构,分为数字电路控制模块、电压叠加供电电源模块和模拟稳压电路控制模块,其中数字电路控制模块以STM32F103C8T6微控制器为核心,采用模糊控制算法和固定前馈补偿构成外环控制器;内环中选择由运算放大器电路设计的比例-积分控制器进行串联校正,相比数字离散系统,硬件电路构成的PI控制器可连续地对干扰进行衰减和抑制。确定下位机硬件电路系统结构后,合理地选择元器件和设计具体的硬件电路,分析计算下位机硬件电路的理论误差,确保能够满足高精度和高稳定度的要求。后文在Matlab/Simulink仿真中,使用最小二乘参数辨识法对被控对象场效应管进行了系统辨识,并分别对单闭环数控直流电压源和文本提出的双闭环直流电压源的控制方法进行了仿真分析和比较研究。仿真结果表明双闭环直流电压源的精度得到了提高,具有更好的动态抗干扰性能,稳定度得到了提升,并且降低了对高速模数转换器的依赖,可降低成本,具有良好的市场前景。为了便于直流标准电压源集成到多功能标准源系统中,新型高精度数控直流电压源设备由上位机平台搭建客户端人机交互界面,下位机通过STM32F103C8T6控制网络芯片工作在服务器端,上位机和下位机间的通讯通过以太网进行指令和数据交换。上位机人机交互界面,可实现校准、输入给定电压值、显示当前监视电压、设置下位机IP地址和端口等功能。使用Qt5.3编译环境对上位机应用程序进行编程,可满足不同客户要求应用程序在Windows系统和Linux系统下跨平台运行。系统平台构建可选择个人计算机运行Windows系统,或选配厂商提供的ARM11架构的Raspberry PI Model B+微型计算机主板搭建Linux系统平台。总结本方案,本文详细阐述了整个系统的理论依据和软硬件设计方法,并对系统功能进行了测试。测试表明,本文设计实现的新型高精度数控直流电压源系统达到了JJG 445-86《直流标准电压源检定规程》的要求,输出电压准确度可达万分之一,稳定度为十万分之三,电压幅值100m V~500V可调,纹波?3mV,较之国外进口的标准电压源具有更高性价比,具有较好的推广使用价值。