[发明专利]一种APF控制系统的谐波提取及合成器

权利要求书

1.一种APF控制系统的谐波提取及合成器，其特征在于，所述谐波提取及合成器包括递归离散傅立叶变换模块；所述递归离散傅立叶变换模块包括采样数据处理模块和旋转指数模块；

所述采样数据处理模块将网侧电流的采样信号按时序存储为数据队列，计算第n次进入该数据队列的数据和滑出的数据的差值Δx，并将所述Δx输出给所述旋转指数模块；

所述旋转指数模块包括：时序控制子模块、各次谐波DFT数据存储子模块、DFT主要计算子模块、DFT反变换和相角补偿子模块；

所述时序控制子模块接收所述采样数据处理模块的完成计算信号后，在五个连续的时钟周期内完成一次DFT数据计算，具体包括以下步骤：

在第一时钟周期，所述时序控制子模块输出读取使能信号，所述DFT主要计算子模块从所述各次谐波DFT数据存储子模块中读取上一次计算的DFT数据；

在第二时钟周期，所述时序控制子模块输出读取完毕通知信号，所述DFT主要计算子模块将所述上一次计算的DFT数据锁存；

在第三和第四时钟周期，所述DFT主要计算子模块完成一次DFT数据计算；

在第五时钟周期，所述时序控制子模块输出写入使能信号，所述DFT主要计算子模块将该次计算的DFT数据写入各次谐波DFT数据存储子模块中，同时所述DFT反变换和相角补偿子模块进行DFT反变换；所述DFT主要计算子模块在每个频率单元内完成一次包括滑动离散傅立叶变换SDFT结合非迭代离散傅立叶变换的DFT数据计算。

2.如权利要求1所述的谐波提取及合成器，其特征在于，所述旋转指数模块还包括旋转因子选择子模块，所述旋转因子选择子模块包括一个1024字节数的正弦函数表和一个1024字节数的余弦函数表；所述旋转因子选择子模块计算并输出旋转因子，具体包括以下步骤：记录当前采样信号的时序N对1024的余Nmod1024；

分别在所述正弦函数表和所述余弦函数表中查找所述Nmod1024对应的正弦值和余弦值，并分别输出为所述旋转因子经过欧拉公式展开后对应的正弦值和余弦值。

3.如权利要求2所述的谐波提取及合成器，其特征在于，所述DFT主要计算子模块在每个频率单元内完成一次DFT数据计算；所述DFT数据计算包括SDFT计算，具体包括以下步骤：

获取所述旋转因子，所述旋转因子包括欧拉公式展开后对应的正弦值和余弦值；

获取当次计算的所述采样信号的差；

将所述旋转因子与所述当次计算的所述采样信号的差作乘法，并与上一个频率单元计算得到的SDFT数据累加，得到当前频率单元的SDFT数据；

将每个频率单元的SDFT数据输出，并保持至所述各次谐波DFT数据存储子模块。

4.如权利要求3所述的谐波提取及合成器，其特征在于，所述DFT数据计算还包括非迭代DFT计算，具体包括以下步骤：

获取所述旋转因子，所述旋转因子包括欧拉公式展开后对应的正弦值和余弦值；

获取当前的采样信号；

将所述旋转因子与所述采样信号作乘法，并与上一个频率单元计算得到的非迭代DFT数据累加，得到当前频率单元的非迭代DFT数据；将每个频率单元的非迭代DFT数据输出，并保持至所述各次谐波DFT数据存储子模块；

每当经过一个采样周期后，将非迭代DFT数据赋值给所述SDFT数据，并将在所述各次谐波DFT数据存储子模块中存储的各次谐波的所有频率单元的非迭代DFT数据置零。

5.如权利要求1所述的谐波提取及合成器，其特征在于，所述旋转指数模块还包括：比例谐振控制调节器子模块、比例谐振控制调节器数据存储子模块、谐波合成子模块；所述旋转指数模块被配置为实现包括以下步骤：

在第六时钟周期内，所述时序控制子模块输出比例谐振控制读取使能信号，读取所述比例谐振控制调节器子模块的数据存储单元中的所述比例谐振控制调节器子模块计算的中间值；

在第七时钟周期内，所述时序控制子模块输出所述比例谐振控制调节器子模块的数据存储单元的数据读取完毕的通知信号后，将所述中间值数据锁存；

若干个时钟周期后，所述比例谐振控制调节器子模块输出基准信号至所述谐波合成子模块，并将计算结果写入所述比例谐振控制调节器子模块的数据存储单元。