專利名稱：一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，更具體地說涉及一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，屬于信號處理技術領域。
背景技術：
近年來電力電子裝置在電力系統(tǒng)、各個工業(yè)部門和家電領域中的廣泛應用。因此準確而又快速地獲得三相電網(wǎng)電壓的相位角是保證整個系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)和動態(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生一個與電網(wǎng)電壓同步的信號，再通過同步信號獲得相位角。如果鎖相環(huán)設計的不好會導致系統(tǒng)輸出電壓和電流的畸變，甚至影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此要獲得一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，必須設計性能優(yōu)良的鎖相環(huán)。經對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(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)設計》(通信電源技術，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。但是文中采用的時兩階IIR濾波器，相對來說會有一定得延時。因此需要開發(fā)一種新軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法來解決存在的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術中存在的不足和問題，提供一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，該方法加快了相應速度，動態(tài)相應時間極短。本發(fā)明的技術方案如下本發(fā)明的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，其包括以下步驟I)先對三相電網(wǎng)電壓進行旋轉DQ坐標變換，根據(jù)三相坐標變換提取其有功和無功分量；2)再對Q軸信號進行平均值濾波，Q軸在T/6區(qū)間內求平均值，得到對應的直流3)濾波后的信號經增量式PI調節(jié)器輸出得到所需的電網(wǎng)同步角度；4)采用32位DSP進行編程，實現(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)實現(xiàn)方法，其進一步的技術方案是所述的對三相電網(wǎng)電壓進行旋轉DQ坐標變換，根據(jù)三相坐標變換提取其有功和無功分量，具體為對三相電網(wǎng)電壓ua、ub、u。進行DQ坐標變換，D軸分量
權利要求
1.一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟1)先對三相電網(wǎng)電壓進行旋轉DQ坐標變換，根據(jù)三相坐標變換提取其有功和無功分量;2)再對Q軸信號進行平均值濾波，Q軸在T/6區(qū)間內求平均值，得到對應的直流量；3)濾波后的信號經增量式PI調節(jié)器輸出得到所需的電網(wǎng)同步角度；4)采用32位DSP進行編程，實現(xiàn)軟件鎖相。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，其特征在于所述的對三相電網(wǎng)電壓進行旋轉DQ坐標變換，根據(jù)三相坐標變換提取其有功和無功分量，具體為對三相電網(wǎng)電壓ua、ub、u。進行DQ坐標變換，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)權利要求I所述的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，其特征在于所述的對Q軸信號進行平均值濾波，Q軸在T/6區(qū)間內求平均值，得到對應的直流量，具體為對于三相三線制電網(wǎng)電壓，其由基波和奇次諧波組成，由步驟I)中的計算可得出，經過同步變換后，6i+l，6i+5次諧波變成6i，6i+4次(i = O，I，2，3，4. · ·)，每個奇次諧波在經過Τ/6區(qū)間積分后變成零值，通過求u,在Τ/6區(qū)間的平均值，得到u,對應的直流量U,。
4.根據(jù)權利要求I所述的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，其特征在于所述的濾波后的信號經增量式PI調節(jié)器輸出得到同步角度，具體為將步驟2)計算得到的U, 作為增量式PI調節(jié)器的輸入，其輸出即為所需的電網(wǎng)同步角度。
5.根據(jù)權利要求I所述的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，其特征在于所述的采用32位DSP進行編程，具體為對于控制系統(tǒng)采用的是TMS320F2812，該DSP是32位定點核，使用其編程實現(xiàn)算法，加快運算速度，提高精度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，該方法加快了相應速度，動態(tài)相應時間極短。本發(fā)明的基于平均值濾波算法的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法，其包括以下步驟1)先對三相電網(wǎng)電壓進行旋轉DQ坐標變換，根據(jù)三相坐標變換提取其有功和無功分量；2)再對Q軸信號進行平均值濾波，Q軸在T/6區(qū)間內求平均值，得到對應的直流量；3)濾波后的信號經增量式PI調節(jié)器輸出得到所需的電網(wǎng)同步角度；4)采用32位DSP進行編程，實現(xiàn)軟件鎖相。
文檔編號H02J3/01GK102611110SQ201210069679
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權日2012年3月16日
發(fā)明者張東, 張明, 花躍學 申請人:南京亞派科技實業(yè)有限公司