光伏并网逆变器中的单相数字锁相环研究

在光伏并网系统中,准确并快速地检测到电网电压的频率、相位和幅值是必不可少的环节.传统数字锁相环检测电网电压的过零点从而实现锁相,但该方法抗干扰能力差.基于二阶通用积分器的单相锁相环较传统的数字锁相环具有不受电网频率变化影响、抗干扰能力强的优点,但该算法在离散化实现时会引入二次谐波而导致锁相准确度降低.这里在基于二阶通用...     

谐波畸变电网下的单相同步旋转坐标系锁相环

锁相环技术是并网变流器的核心技术之一。针对传统单相同步旋转坐标系锁相环在畸变电网下锁相精度差的问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的高精度锁相环技术。基于DFT的锁相技术的核心问题是如何准确获取电网频率,将DFT和单相同步旋转坐标系锁相环相结合,利用DFT的优异选择性滤波性能和相角变换性质,从畸变电网信号中准确提取基波和生成虚拟正交信号,在同步旋转坐标系提取电网频率,实现DFT的频率自适应,最终无静差、高精度跟踪电网相位。仿真和实验结果表明,所提出的锁相环对电网电压的畸变谐波、直流偏置误差和电网频率脉动等有很好的适应性,在各种电网条件下,均能准确地跟踪电网电压相位,验证了该锁相方法的有效性和优越性。     

一种改进的基于DFT鉴相的单相锁相环方法

为了改善基于DFT(Discrete Fourier Transform,DFT)鉴相单相锁相环方法的锁相速度和提高其在电网频率变化时的锁相精度,文章在常规基于DFT鉴相单相锁相环基础上进行了两点改进。一是减少锁相环中前向积分环节,PI调节器输出直接作为相位误差信号;二是增加电压频率跟踪环节,进而调节系统采样频率,实现同步采样。仿真和实验结果验证此改进方法的有效性。     

基于二阶广义积分单相锁相环的改进及实现

并网逆变器中锁相环(PLL)的精度与动态响应直接影响逆变器的性能指标。分析了传统二阶广义积分(SOGI)数字锁相环,针对其在频率突变时出现较大相位误差的问题,引入一个相位误差补偿进行算法改进。仿真和实验均表明,改进型SOGI算法在电网电压谐波含量高、幅度突变及频率突变情况下都具有良好的锁相精度及快速的时间响应。     

逆变器电压反馈PID控制极点配置设计与实现

PWM逆变器性能与控制器的设计休戚相关。文中给出了基于主导极点思想的极点配置PID参数确定方法，并针对应用PID电压反馈单环逆变器系统为3阶有零点系统的情况，详细讨论了期望极点参数变化时对系统性能的影响，并给出了参数选取的大致范围。实验结果证实了极点配置方法的可行性。     

基于模糊PI控制的数字锁相环

提出了一种基于模糊PI控制的数字锁相环,给出了算法以及程序流程图。并通过实验验证了该方案的可行性。     

正过零鉴相全数字逆变器锁相环建模研究

研究了基于周期控制的正过零鉴相全数字逆变器中全数字锁相环的建模和参数设计.由于过零鉴相锁相环实现起来简单,方便,成本低,故已大量用于逆变电源等许多场合.长期以来,这种锁相方法的参数选取是通过试凑和经验选择的,在性能分析上没有完善的理论指导和精确的模型分析.为此,对TMS320F240过零时间检测鉴相的全数字锁相环进行了精确建模,给出了等效模型参数的设计方法.通过仿真和实验证实了该模型的正确性和设计方法的可行性.     

基于FPGA数字锁相环的光伏并网控制

针对光伏并网逆变器首先提出了一种基于FPGA芯片的数字锁相控制方法;采用电流瞬时值反馈与电网电压前馈相结合的复合控制策略,以及固定载波频率的正弦脉宽调制(SPWM)技术驱动光伏逆变器;最后研制了一台3 kW光伏并网逆变器样机,将光伏并网运行的整个控制系统全部集成于一个FPGA芯片内,使控制系统简单、可靠.并网运行实验表明,该FPGA控制系统能确保逆变器输出电流与电网电压同频、同相.     

基于FPGA的改进型全数字锁相环的设计

针对脉冲密度调制技术调节谐振逆变器输出功率时系统易失锁的问题,提出了一种改进型全数字锁相环,详细分析了这种全数字锁相环的工作原理。利用通用的现场可编程门阵列器件(FPGA)实现改进型全数字锁相环的片上系统设计。最后通过仿真和实验证明,对于不同频率的跟踪信号,当起始相位误差约为最大值180°时经过10~11个输入信号周期系统就可以快速而准确的锁定。而当负载电流降至很小的值时改进锁相环的采样保持电路能够保证逆变器工作在谐振频率点附近,从而避免失锁。     

基于FPGA实现的变PI参数全数字锁相环

提出了一种变比例积分(PI)参数的全数字锁相环。与传统数字锁相环相比,该锁相环可根据相位误差的大小,自动调整PI参数,在保证系统稳定的前提下,提高了锁相的速度;同时由于环路采用比例积分控制,锁相环稳态无静差,输出抖动小。对提出的全数字锁相环进行了理论分析,并通过Quartus II软件仿真和现场可编程门阵列(FPGA)的硬件实验对该锁相环的性能进行了验证。实验表明,该数字锁相环锁相范围大、速度快、精度高,可用于有快速同步需求的场合,如新能源并网控制、脉宽调制整流器(PWM)。     

无互联线逆变器并联系统中数字锁相环的设计

逆变器并联的前提条件之一是必须保证各单台逆变器之间频率、相位和幅值的基本相同.逆变器并联时的初始同相位和同频率是通过锁相环来保证的.在此分析了传统数字锁相环用于无互联线逆变器并联的不利影响;基于全数字逆变器,提出了一种新的软件锁相环控制方案.采用DSP的捕获功能和改变计时器的周期值可快速、平稳地实现单台逆变器对并联交流母线相位和频率的跟踪.     

基于VerilogHDL语言的DPLL的数控振荡器设计

随着通讯技术、集成电路技术的飞速发展和系统芯片(SoC)的深入研究,数字锁相环技术应用越来越广泛.数字锁相环数控振荡器设计是数字锁相环电路的关键部分,在利用Verilog语言配合Xilinx的FPGA的基础上,采用两种方法实现数控振荡电路.一种是根据脉冲加/减电路编写RTL代码实现;另一种是采用有限状态机编写RTL代码实现.并使用综合软件Synplify7.5对两种满足设计要求的RTL代码进行综合分析.     

基于DDS原理的逆变器锁相技术的研究与实现

作为一种关键的控制技术,数字锁相被广泛应用于逆变器并网以及与其他逆变电源并联运行的场合。基于传统正过零检测数字锁相环的工作原理,针对锁相环路中压控振荡器的频率控制精度问题,采用直接数字频率合成器(DDS)的方法对数字锁相环进行设计。详细分析了数字锁相环的模型,采用XC164CM单片机设计了数字锁相控制系统,并在一台额定输出功率为500W的并网型光伏逆变装置上进行了实验。仿真和实验结果验证了理论的正确性。     

基于DSP的DFT鉴相数字锁相策略研究及应用

准确而快速地跟踪电网电压的频率及相位是保证电力电子装置具有良好的稳态和动态性能的一个重要前提.首先分析了用DSP实现的传统离散傅里叶变换(DFT)鉴相软件锁相方法,在此基础上改进并设计了滑窗DFT鉴相软件锁相环(PLL).与传统DFT PLL相比,滑窗DFT PLL具有更好的效果,并在实际应用中得到验证.     

复杂电网下基于CSDFT-MAF-PLL的电压同步方法

针对滑动离散傅立叶变换锁相环SDFT-PLL(sliding discrete Fourier transform phase-locked loop)在含整数次谐波及直流偏移分量等复杂电网条件下,发生频谱泄漏影响电压同步问题,设计一种级联型频率自适应SDFT-PLL装置CSDFT-PLL(cascaded SDFT-...     

一种基于改进锁相环的谐波分析逻辑电路

改进锁相环(EPLL)相比传统锁相方法具有快速、稳定的优点.基于EPLL输出的同步倍频信号可以将异步采样数据同步化,再通过基于准同步采样数据的快速傅里叶变换,最终可以在快速实现信号跟踪的基础上获得精确的谐波分析结果.文中完成了这种基于EPLL的谐波分析逻辑电路设计,并在FPGA器件中得到了实现和验证.此外,还研究了非等间隔采样、异步采样数据同步化以及定点数运算对该谐波测量方法精确度的影响.所设计的逻辑电路已经应用于一款具有谐波分析功能的电能计量芯片的开发中.     

基于专家系统的高效核相系统设计与实现

针对当前核相装置工作效率低和核相需求大的情形,设计并实现了一种高效核相系统。采集包含零线的八路待鉴相信号,基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)和软件同步采样方法,实现各路待鉴相信号相位的精确检测。其次,建立核相专家系统用于智能判断,实现待测信号的一次性自动鉴相。进一步地,基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)给出了系统的软硬件实现方法。最后,对所设计系统进行了实验验证,证明所设计系统可实现高效的核相工作。     

带有神经网络补偿的机械手PD控制

提出了一种带有神经网络补偿的机械手PD控制策略,该方法结合PD控制器和神经网络的优势,解决了在机械手工业应用中,常规的控制策略在处理机械手耦合和非线性特性时控制效果差的问题。该方法基于常规的PD控制策略,采用径向基(radial basis function,RBF)神经网络动态补偿机械手系统的非线性,改善系统的控制性能。该文的控制策略是基于离散时间模型的,可以直接应用到控制系统中。为实现该文控制方法,开发了基于半实物仿真技术的开放式机械手平台,并且在该平台上对该方法进行了实验研究,实验结果表明：该文所提的控制策略实现简单,同时具有较高的控制精度。