[发明专利]一种基于FPGA的单相锁相环

摘要

一种基于FPGA的单相锁相环，采集输电系统中网侧一相电压，令为vi(t)，将vi(t)与控制系统内部同步信号vo(t)相乘进行比较，并将此信号进行滤波，滤除乘法鉴相器输出的二次谐波分量和噪声，求得误差电压信号vdo(t)；然后将误差电压信号vdo(t)经过PI调节得到ve(t)，将ve(t)经过一个递推求平均滤波后求出Δe(t)，再用此Δe(t)算出实时频率f，把得的频率转换成周期，此周期值即认为是控制系统内部同步信号周期值，再把此周期值进行等分，每等分的时刻都对控制系统同步信号进行一次输出，即为实时的相位信息sinθ。本发明利用模拟硬件锁相环原理，实现程序简单，稳定性高，在有谐波干扰的工况下也可稳定有效的运行。

主权项

一种基于FPGA的单相锁相环，其特征在于，所述单相锁相环的锁相步骤如下：(1)将采集到的单相电压信号vi(t)与控制系统内部同步信号vo(t)相乘进行比较，并输出一个对应于两信号相位差的误差电压信号vd(t)；(2)根据求到的误差电压信号，对误差电压信号进行滤波，滤除乘法鉴相器中的二次谐波分量和噪声；(3)将处理过得到的误差电压信号经过PI调节得到ve(t)，ve(t)=Kpvdo(t)+Ki∫0tvdo(t)dt;]]>将ve(t)经过一个递推求平均滤波后求出Δe(t)，再用此Δe(t)算出实时频率f，从而实现相位角的锁定和得出实时相位信号sinθ；(4)用Δe(t)算出实时频率f，从而实现相位角的锁定和得出实时相位信号sinθ。