[发明专利]同步旋转坐标系锁相环及其测试方法、装置

权利要求书

1.一种同步旋转坐标系锁相环，其特征在于，包括：坐标变换模块、模糊自适应控制模块和锁相跟踪环路；

所述坐标变换模块，用于根据所述锁相跟踪环路反馈的相角，将接收的电网电压信号转换到dq坐标系下，并根据预设q轴电压参考值，求取q轴电压误差；

所述模糊自适应控制模块，用于以所述q轴电压误差和/或反映q轴电压误差特性的参数为输入量，利用模糊控制算法，得到所述锁相跟踪环路的控制器的控制参数调整量，并将其输出至所述控制器；

所述锁相跟踪环路，用于以所述q轴电压误差为输入，在控制参数随所述模糊自适应控制模块的输出而实时调整的所述控制器的控制下，对电网相位进行跟踪，并将跟踪得到的相角反馈至所述坐标变换模块；

所述坐标变换模块具体包括：

一级坐标变换单元，用于将电网电压信号转换到αβ坐标系下；

二级坐标变换单元，用于根据所述锁相跟踪环路反馈的相角，将一级坐标变换单元得到的αβ坐标系下的电压转换到dq坐标系下，并根据预设q轴电压参考值，求取q轴电压误差；

所述一级坐标变换单元，具体用于当所述电网电压信号为三相电压信号时，通过Clark变换，得到αβ坐标系下的电压向量；当所述电网电压信号为单相电压信号时，令采集到的单相电压信号v等于β向的电压向量，并将采集到的延迟90度得到α向的电压向量。

2.如权利要求1所述的锁相环，其特征在于，所述反映q轴电压误差特性的参数包括：q轴误差变化率和/或q轴误差积分量。

3.如权利要求2所述的锁相环，其特征在于，还包括：微分器和/或积分器；

所述微分器，用于从所述坐标变换模块获取q轴电压误差，对其进行微分处理，得到q轴误差变化率，并将所述q轴误差变化率作为所述模糊自适应控制模块的一个输入量发送至所述模糊自适应控制模块；

所述积分器，用于从所述坐标变换模块获取q轴电压误差，对其进行积分处理，得到q轴误差积分量，并将所述q轴误差积分量作为所述模糊自适应控制模块的一个输入量发送至所述模糊自适应控制模块。

4.如权利要求1或2或3所述的锁相环，其特征在于，所述模糊自适应控制模块具体包括：

模糊化接口单元，用于在各输入量和各控制量的论域上定义各量的语言变量、设定各语言变量的基本论域、定义各语言变量的语言值、确定量化因子和比例因子、定义各语言值的隶属函数、以及确定模糊规则；

模糊推理单元，用于通过所述量化因子，将实际的输入量进行量化处理，根据定义的隶属函数，将量化处理的各输入量转化为模糊输入，以及根据模糊输入和确定的模糊规则，进行模糊推理，得到模糊值；

解模糊接口单元，用于利用设定的解模糊算法，对模糊推理单元得到的模糊值进行解模糊处理，得到精确输出量，并利用所述比例因子将所述精确输出量转换为控制参数的调整量。

5.如权利要求1、2、3任意一项所述的锁相环，其特征在于，所述控制器为比例积分PI控制器；所述控制参数包括：比例系数和/或积分系数。

6.一种权利要求1至5任意一项所述锁相环的测试方法，其特征在于，包括：

对用于测试的电网电压信号施加扰动，并将其输出到基础锁相环；所述基础锁相环为模糊自适应模块功能关闭下的所述锁相环；

根据施加扰动后的电网电压的相位信号和基础锁相环输出的跟踪相位信号，确定基础锁相环的性能指标；

检测基础锁相环的性能指标是否满足设定的设计要求，当满足时，将施加扰动的电网电压信号输出到模糊自适应锁相环；所述模糊自适应锁相环为模糊自适应模块功能开启下的所述锁相环；

根据施加扰动后的电网电压的相位信号、模糊自适应锁相环输出的跟踪相位信号、模糊自适应锁相环中模糊自适应控制模块的输入量以及锁相跟踪环路中控制器的控制参数，确定模糊自适应锁相环的性能指标；

将基础锁相环和模糊自适应锁相环的性能指标进行比较，当模糊自适应锁相环的性能指标优于基础锁相环的性能指标时，判定为测试通过，否则判定为未通过。