[发明专利]一种自适应变增益快速响应锁相环改进方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应变增益的锁相环改进方法，用于实现快速响应，包括：采样电网三相电压信号，利用Clark变换和Park变换将三相电压转换为两相电压u_d与u_q；根据基于同步坐标系的锁相环（SRF‑PLL）非线性数学模型，得到含非线性鉴相环节的锁相环开环传递函数；通过传递函数得到开环截止频率ω_c与输入偏差e的关系，构建含幅值A、非线性系统偏差e与线性系统偏差u_q的变增益函数，降低系统非线性度；利用该变增益函数改造传统PI控制器，设计自适应积分增益代替原有的k_i，得到自适应变增益锁相环系统；通过对闭环等效线性系统进行时域分析，完成系统参数整定。本发明通过构建变增益控制，减小开环系统的非线性度，降低角速度与角度间的耦合关系，实现锁相环动态过渡时间的降低，并利用仿真平台对传统的锁相环系统和改进的锁相环系统进行动态响应对比分析。

主权项

1.一种自适应变增益快速响应锁相环改进方法，包括：建立同步坐标系的锁相环非线性数学模型，得到含非线性鉴相环节的锁相环开环传递函数；根据传递函数的截止频率ω_c与输入偏差e的关系，构建变增益函数F(e)；利用F(e)改造传统PI控制器，设计自适应积分增益代替传统锁相环的积分增益k_i，得到自适应变增益锁相环系统；建立系统闭环等效线性模型，并进行时域分析；所述的含非线性鉴相环节的锁相环开环传递函数，其特征在于：将三相静止坐标系中的电网电压ua、ub、uc，通过Clark变换转换为两相静止坐标系中电压uα、uβ；然后利用Park变换将uα、uβ转换为两相旋转坐标系下的ud、uq其中为锁相环的输出角度反馈；鉴相环节利用趋于0时，的方式实现，因此锁相环模型存在非线性部分Asine，其中，θ为A相电网电压角度，为输入偏差；为同步坐标系下的电压矢量幅值；从而得到非线性开环传递函数为其中kp为锁相环系统的比例增益，ki为传统锁相环的积分增益，K(e)＝Asine/e为非线性增益，随输入偏差变化而变化。