[发明专利]一种单相电压数字锁相方法

摘要

本发明涉及一种单相电压数字锁相方法，构建一个与待测电压信号相似的预设电平信号；在控制过程中，根据PI控制器输出的增量角频率与基准角频率累加获取的角频率调整预设频率，控制使得两个电压信号对应的电平矢量的相位差分量趋近为0，在控制达到稳态时，输出的相位角跟踪待测信号的相位，完成锁相功能。本发明利用待测电压信号的当前采样点和之前的第k‑n个采样点构成电平矢量，控制过程中，只需保留n个采样点，当n=1时，只需保留1个采样周期的采样值，占用的存储空间极少，且计算简便实用，可应用于产品开发。

主权项

1.一种单相电压数字锁相方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：将待测电压信号u₀以采样频率f_s进行离散采样，并构建电平矢量其中，u₀(k)表示所述待测电压信号u₀在当前采样周期内的采样值，u₀(k‑n)表示所述待测电压信号u₀在当前采样周期之前第n个采样周期的采样值，n为正整数；步骤S2：以f_s为采样频率，在当前采样周期中构建一个频率为f₁的电平信号u₁，并构建一电平矢量其中，u₁(k)表示在当前采样周期内电平信号u₁对应的构造值，u₁(k‑n)表示所述电平信号u₁在当前采样周期之前第n个采样周期对应的构造值；步骤S3：将电平矢量和电平矢量作正交积运算获取相位差分量V_q；将所得的相位差分量V_q输入一PI控制器，并通过该PI控制器控制环路，将相位差分量V_q调节趋向0；将所述PI控制器输出的增量角频率Δω和一基准角频率ω₀累加获得一角频率ω'，并经一积分器积分输出相位角θ'，且达到稳态后，所述输出相位角θ'即为待测电压信号的相位；其中，所述基准角频率ω₀为所述待测电压信号u₀的角频率，所述步骤S2中频率