專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，更具體地說(shuō)涉及一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，屬于信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)電力電子裝置在電力系統(tǒng)、各個(gè)工業(yè)部門(mén)和家電領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。因此準(zhǔn)確而又快速地獲得三相電網(wǎng)電壓的相位角是保證整個(gè)系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的前提條件。獲得電網(wǎng)電壓相位角的一般途徑是先產(chǎn)生一個(gè)與電網(wǎng)電壓同步的信號(hào)，再通過(guò)同步信號(hào)獲得相位角。如果鎖相環(huán)設(shè)計(jì)的不好會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)輸出電壓和電流的畸變，甚至影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此要獲得一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，必須設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的鎖相環(huán)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，在琚興寶、徐至新、鄒建龍和陳方亮所著的《基于 DSP的三相軟件鎖相環(huán)設(shè)計(jì)》(通信電源技術(shù)，2004年10月，第21卷5期)中，很好的分析了軟件鎖相環(huán)在獲得電網(wǎng)電壓相位角上得優(yōu)勢(shì)。但是文中采用的時(shí)兩階IIR濾波器，相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)有一定得延時(shí)。因此需要開(kāi)發(fā)一種新軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法來(lái)解決存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和問(wèn)題，提供一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，該方法加快了相應(yīng)速度，動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間極短。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，其包括以下步驟I)先對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)DQ坐標(biāo)變換，根據(jù)三相坐標(biāo)變換提取其有功和無(wú)功分量；2)再對(duì)Q軸信號(hào)進(jìn)行平均值濾波，Q軸在T/6區(qū)間內(nèi)求平均值，得到對(duì)應(yīng)的直流3)濾波后的信號(hào)經(jīng)增量式PI調(diào)節(jié)器輸出得到所需的電網(wǎng)同步角度；4)采用32位DSP進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)軟件鎖相。本發(fā)明的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)DQ坐標(biāo)變換，根據(jù)三相坐標(biāo)變換提取其有功和無(wú)功分量，具體為對(duì)三相電網(wǎng)電壓ua、ub、u。進(jìn)行DQ坐標(biāo)變換，D軸分量
權(quán)利要求
1.一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟1)先對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)DQ坐標(biāo)變換，根據(jù)三相坐標(biāo)變換提取其有功和無(wú)功分量;2)再對(duì)Q軸信號(hào)進(jìn)行平均值濾波，Q軸在T/6區(qū)間內(nèi)求平均值，得到對(duì)應(yīng)的直流量；3)濾波后的信號(hào)經(jīng)增量式PI調(diào)節(jié)器輸出得到所需的電網(wǎng)同步角度；4)采用32位DSP進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)軟件鎖相。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)DQ坐標(biāo)變換，根據(jù)三相坐標(biāo)變換提取其有功和無(wú)功分量，具體為對(duì)三相電網(wǎng)電壓ua、ub、u。進(jìn)行DQ坐標(biāo)變換，D軸分量....I .、 .. I .、* sin ω + ub* (——sin cat--cos cat) + uc*(——sin cat H--cos cat)d軸分量. ..i . 、 .. i .、 -ua* cos at + ub* (— cos ω --sin ω ) + uc*(— cos ω H--sin cot)
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的對(duì)Q軸信號(hào)進(jìn)行平均值濾波，Q軸在T/6區(qū)間內(nèi)求平均值，得到對(duì)應(yīng)的直流量，具體為對(duì)于三相三線(xiàn)制電網(wǎng)電壓，其由基波和奇次諧波組成，由步驟I)中的計(jì)算可得出，經(jīng)過(guò)同步變換后，6i+l，6i+5次諧波變成6i，6i+4次(i = O，I，2，3，4. · ·)，每個(gè)奇次諧波在經(jīng)過(guò)Τ/6區(qū)間積分后變成零值，通過(guò)求u,在Τ/6區(qū)間的平均值，得到u,對(duì)應(yīng)的直流量U,。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的濾波后的信號(hào)經(jīng)增量式PI調(diào)節(jié)器輸出得到同步角度，具體為將步驟2)計(jì)算得到的U, 作為增量式PI調(diào)節(jié)器的輸入，其輸出即為所需的電網(wǎng)同步角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的采用32位DSP進(jìn)行編程，具體為對(duì)于控制系統(tǒng)采用的是TMS320F2812，該DSP是32位定點(diǎn)核，使用其編程實(shí)現(xiàn)算法，加快運(yùn)算速度，提高精度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，該方法加快了相應(yīng)速度，動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間極短。本發(fā)明的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)方法，其包括以下步驟1)先對(duì)三相電網(wǎng)電壓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)DQ坐標(biāo)變換，根據(jù)三相坐標(biāo)變換提取其有功和無(wú)功分量；2)再對(duì)Q軸信號(hào)進(jìn)行平均值濾波，Q軸在T/6區(qū)間內(nèi)求平均值，得到對(duì)應(yīng)的直流量；3)濾波后的信號(hào)經(jīng)增量式PI調(diào)節(jié)器輸出得到所需的電網(wǎng)同步角度；4)采用32位DSP進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)軟件鎖相。
文檔編號(hào)H02J3/01GK102611110SQ201210069679
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者張東, 張明, 花躍學(xué) 申請(qǐng)人:南京亞派科技實(shí)業(yè)有限公司