专利名称：一种数字电路锁相方法
技术领域：
本发明涉及频率或相位的自动控制，尤其是涉及一种数字电路锁相方法。
背景技术：
传统的电路锁相方法是采用模拟电路锁相，但模拟电路锁相不可避免地增加了系统的复杂性和成本，而且锁相器件本身精度、温漂特性以及三相电路中多个锁相环同时使用的误差同一性都直接影响锁相的准确度。还有一种提出的数字电路锁相方法，但这种方法只有在电网电压无畸变的情况下才能保证较准确的锁相，对于电压畸变场合(过零点发生漂移)其锁相不能正常工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种数字电路锁相方法，提高锁相的精度和得到较快的动态响应。
本发明采用的技术方案是一种数字电路锁相方法包括C32三-二变换矩阵，M旋转变换矩阵，LPF低通滤波器，单位矢量生成环节，MT旋转变换矩阵转置， 二-三变换矩阵；包含基波和谐波信号的三相周期信号a、b、c经C32三-二变换矩阵[1]变为α-β坐标下相互正交的两个分量eα、eβ，共同组成复矢量 ，此时，三相周期信号a、b、c中3n次谐波被消去；复矢量 与M旋转变换矩阵相乘，使得电路基波降次为直流，3n+1次谐波降一次并且3n-1次谐波升一次，n为整数，从而得到复矢量 ；把复矢量 通过LPF低通滤波器，可以滤除其中的大部分非直流成分得到复矢量 ，使 通过单位矢量生成环节得到归一化矢量 把归一化矢量 乘以MT旋转变换矩阵转置得到复矢量 ，复矢量 与 二-三变换矩阵相乘，得到三相周期信号a、b、c的归一化基波分量，完成三相信号的锁相。
其中1)C32三-二变换矩阵[1]C32=231-12-12032-32;]]>2)M旋转变换矩阵[2]M=cosωtsinωt-sinωtcosωt;]]>3)为单位矢量生成环节[4]r-s=v-s|v-s|=rsαrsβ;]]>4)MT旋转变换矩阵转置[5]MT=cosωt-sinωtsinωtcosωt;]]>5) 二-三变换矩阵[6]32C32T=10-1232-12-32]]>。
本发明具有稳定的高精度，而且具有较快的动态响应，满足实时锁相的要求。它可以应用于单相、多相锁相以及由各相分别锁相的多相电路。
附图是本发明数字电路锁相方法流程图。
具体实施例方式
如附图所示，它包括C32三-二变换矩阵1，M旋转变换矩阵2，LPF低通滤波器3，单位矢量生成环节4，MT旋转变换矩阵转置5， 二-三变换矩阵6；包含基波和谐波信号的三相周期信号a、b、c经C32三-二变换矩阵1变为α-β坐标下相互正交的两个分量eα、eβ，共同组成复矢量 ，此时，三相周期信号a、b、c中3n次谐波被消去；复矢量 与M旋转变换矩阵2相乘，使得电路基波降次为直流，3n+1次谐波降一次，并且3n-1次谐波升一次，n为整数，从而得到复矢量 ；把复矢量 通过LPF低通滤波器3，可以滤除其中的大部分非直流成分得到复矢量 ，使 通过单位矢量生成环节4得到归一化矢量 ，把归一化矢量 乘以MT旋转变换矩阵转置5得到复矢量 ，复矢量里 与 二-三变换矩阵6相乘，得到三相周期信号a、b、c的归一化基波分量，完成三相信号的锁相。
图中1为三-二变换矩阵C32，其中C32=231-12-12032-32,e-s=C32eaebec=esαesβ,esα]]>和esβ分别为矢量 在α-β坐标系下α轴和β轴方向的分量；2为旋转变换矩阵M，其中M=cosωtsinωt-sinωtcosωt]]>，ω为被锁相电路的基波信号角频率，t为时间分量，w-s=Me-s=wsαwsβ]]>；3为低通滤波环节LPF；4为单位矢量生成环节，r-s=v-s|v-s|=rsαrsβ,]]>其中v-s=vsαvsβ,|v-s|=vsα2+vsβ2]]>；5为旋转变换矩阵转置MT，u-s*=MTr-s=usαusβ]]>；6为二-三变换矩阵 1)在C32三-二变换矩阵1与LPF低通滤波器3之间加上M旋转变换矩阵2，其目的是使电路基波降次变为直流；2)在M旋转变换矩阵2与单位矢量(向量)生成环节4之间加上LPF低通滤波器3，其目的是滤除经过M旋转变换矩阵2后存在的非直流成分；3)在LPF低通滤波器3与MT旋转变换矩阵转置5之间加上单位矢量(向量)生成环节4，其目的在于减少由滤波器引起的延时和暂态环节，提高对谐波成分的衰减，加快整个系统的动态响应；4)在单位矢量生成环节4与 二-三变换矩阵6之间加上MT旋转变换矩阵转置5，其目的是使降次为直流的电路基波恢复为基波频率。
权利要求
1.一种数字电路锁相方法，其特征在于它包括C32三-二变换矩阵[1]，M旋转变换矩阵[2]，LPF低通滤波器[3]，单位矢量生成环节[4]，MT旋转变换矩阵转置[5]， 二-三变换矩阵[6]；包含基波和谐波信号的三相周期信号a、b、c经C32三-二变换矩阵[1]变为α-β坐标下相互正交的两个分量eα、eβ，共同组成复矢量 ，此时，三相周期信号a、b、c中3n次谐波被消去；复矢量 与M旋转变换矩阵[2]相乘，使得电路基波降次为直流，3n+1次谐波降一次并且3n-1次谐波升一次，n为整数，从而得到复矢量 ；把复矢量 通过LPF低通滤波器[3]，可以滤除其中的大部分非直流成分得到复矢量 ；使 通过单位矢量生成环节[4]得到归一化矢量 ，把归一化矢量 乘以MT旋转变换矩阵转置[5]得到复矢量 ，复矢量 与 二-三变换矩阵[6]相乘，得到三相周期信号a、b、c的归一化基波分量，完成三相信号的锁相。
2.根据权利要求1所述的一种数字电路锁相方法，其特征在于1)C32三-二变换矩阵[1]C32=231-12-12032-32;]]>2)M旋转变换矩阵[2]M=cosωtsinωt-sinωtcosωt;]]>3)LPF低通滤波器[3]4)单位矢量生成环节[4]r-s=v-s|v-s|=rsαrsβ;]]>5)MT旋转变换矩阵转置[5]MT=cosωt-sinωtsinωtcosωt;]]>6) 二-三变换矩阵[6]32C32T=10-1232-12-32]]>。
全文摘要
一种数字电路锁相方法,包括C
文档编号H03L7/00GK1355610SQ0114267
公开日2002年6月26日 申请日期2001年12月13日 优先权日2001年12月13日
发明者陈继承, 钱照明 申请人:浙江大学