[发明专利]一种单相锁相方法及装置

权利要求书

1.一种单相锁相方法，其特征在于，包括：

步骤A：接收单相电系统发送的输入信号；

步骤B：过零点捕获装置判断所述输入信号是否过零点，如果是，则进入步骤C；否则，进入步骤D；

步骤C：所述过零点检测锁相器中的过零点频率检测模块依据所述输入信号最近一次过零点到此次过零点的时间间隔计算得到第二频率，并将所述第二频率送至卡尔曼滤波器，进入步骤F；

步骤D：模数转换器ADC对所述输入信号进行模数转换得到离散输入信号，将所述离散输入信号分别传送至DQ坐标系锁相器和过零点检测锁相器中的最大值法幅度检测模块；

步骤E：所述DQ坐标系锁相器依据所述离散输入信号计算得到相位、第一幅值以及第一频率，并将所述相位、第一幅值以及第一频率送至所述卡尔曼滤波器；所述最大值法幅度检测模块确定所述离散输入信号在所述ADC采样周期内的最大值，依据所述最大值计算得到第二幅值并送至所述卡尔曼滤波器；

步骤F：所述卡尔曼滤波器对所有所述相位、第一幅值、第一频率、第二幅值以及第二频率进行卡尔曼滤波，得到最终幅值、最终相位以及最终频率。

2.如权利要求1所述的单相锁相方法，其特征在于，步骤E中所述DQ坐标系锁相器依据所述离散输入信号计算得到相位、第一幅值以及第一频率过程具体为：

单相正交信号发生器接收并依据所述离散输入信号以及锁频环FLL发送的频率值产生一组与所述离散输入信号同频率的相互正交的第一正弦信号和第二正弦信号并送至DQ坐标系锁相环，将与所述离散输入信号相位相同的所述第一正弦信号或第二正弦信号与所述离散输入信号进行幅值相减得到误差信号并送至锁相环FLL；

锁相环FLL将所述误差信号作为输入，经过误差跟踪后得到与所述输入信号同频率的所述频率值，并将所述频率值输出至所述单相正交信号发生器和DQ坐标系锁相环；

DQ坐标系锁相环对所述第一正弦信号、第二正弦信号以及频率值进行锁相计算，得到所述相位、第一幅值以及第一频率，并将所述相位、第一幅值以及第一频率送至卡尔曼滤波器。

3.如权利要求1所述的单相锁相方法，其特征在于，步骤A中的所述输入信号为电压输入信号。

4.如权利要求1所述的单相锁相方法，其特征在于，步骤A中的所述输入信号为电流输入信号。

5.一种单向锁相装置，其特征在于，包括：

过零点捕获装置，用于接收单相电系统发送的输入信号，并判断所述输入信号是否过零点；

过零点频率检测模块，用于依据所述输入信号最近一次过零点到此次过零点的时间间隔计算得到第二频率，并将所述第二频率送至卡尔曼滤波器；

模数转换器ADC，用于接收单相电系统发送的输入信号，对所述输入信号进行模数转换得到离散输入信号，将所述离散输入信号分别传送至DQ坐标系锁相器和过零点检测锁相器中的最大值法幅度检测模块；

DQ坐标系锁相器，用于依据所述离散输入信号计算得到相位、第一幅值以及第一频率，并将所述相位、第一幅值以及第一频率送至所述卡尔曼滤波器；

最大值法幅度检测模块，用于确定所述离散输入信号在所述ADC采样周期内的最大值，依据所述最大值计算得到第二幅值并送至所述卡尔曼滤波器；

卡尔曼滤波器，用于对所有所述相位、第一幅值、第一频率、第二幅值以及第二频率进行卡尔曼滤波，得到最终幅值、最终相位以及最终频率。

6.如权利要求5所述的单相锁相装置，其特征在于，所述DQ坐标系锁相器包括：

单相正交信号发生器，用于接收并依据所述离散输入信号以及锁频环FLL发送的频率值产生一组相互正交的第一正弦信号和第二正弦信号并送至DQ坐标系锁相环，将与所述离散输入信号相位相同的所述第一正弦信号或第二正弦信号与所述离散输入信号进行幅值相减得到误差信号并送至锁相环FLL；

锁相环FLL，用于将所述误差信号作为输入，经过误差跟踪后得到与所述输入信号同频率的所述频率值，并将所述频率值输出至所述单相正交信号发生器和DQ坐标系锁相环；

DQ坐标系锁相环，用于对所述第一正弦信号、第二正弦信号以及频率值进行锁相计算，得到所述相位、第一幅值以及第一频率，并将所述相位、第一幅值以及第一频率送至卡尔曼滤波器。

7.如权利要求5所述的单相锁相装置，其特征在于，所述单相正交信号发生器为二阶广义积分SOGI单相正交信号发生器。