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CMOS analog and mixed-signal phase-locked loops: An overview 被引量:4
1
作者 Zhao Zhang 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2020年第11期13-30,共18页
CMOS analog and mixed-signal phase-locked loops(PLL)are widely used in varies of the system-on-chips(SoC)as the clock generator or frequency synthesizer.This paper presents an overview of the AMS-PLL,including:1)a bri... CMOS analog and mixed-signal phase-locked loops(PLL)are widely used in varies of the system-on-chips(SoC)as the clock generator or frequency synthesizer.This paper presents an overview of the AMS-PLL,including:1)a brief introduction of the basics of the charge-pump based PLL,which is the most widely used AMS-PLL architecture due to its simplicity and robustness;2)a summary of the design issues of the basic CPPLL architecture;3)a systematic introduction of the techniques for the performance enhancement of the CPPLL;4)a brief overview of ultra-low-jitter AMS-PLL architectures which can achieve lower jitter(<100 fs)with lower power consumption compared with the CPPLL,including the injection-locked PLL(ILPLL),subsampling(SSPLL)and sampling PLL(SPLL);5)a discussion about the consideration of the AMS-PLL architecture selection,which could help designers meet their performance requirements. 展开更多
关键词 phase-locked loop(PLL) charge-pump based PLL(CPPLL) ultra-low-jitter PLL injection-locked PLL(ILPLL) subsampling PLL(Sspll) sampling PLL(spll)
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双dq变换软件锁相环的数学模型研究 被引量:69
2
作者 王颢雄 马伟明 +2 位作者 肖飞 陈明亮 刘勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期237-241,共5页
对于三相并网型PWM变换器,要求锁相环能够准确、快速地检测出电网在不对称、畸变等情况下的基波频率与相位等信息,为控制系统及时提供准确的相关信息。本文根据双dq变换软件锁相环(SPLL)的基本原理,分析、推导了三相电源基波正、负序分... 对于三相并网型PWM变换器,要求锁相环能够准确、快速地检测出电网在不对称、畸变等情况下的基波频率与相位等信息,为控制系统及时提供准确的相关信息。本文根据双dq变换软件锁相环(SPLL)的基本原理,分析、推导了三相电源基波正、负序分量与锁相角和实际电压相位之间的数学关系,建立了基于该数学关系的双dq变换SPLL模型。仿真和实验均表明该模型适用性强,能够快速有效地提取三相电源在三相不对称、三相畸变、三相不对称且畸变等情况下的基波频率、正负序分量的大小与相位。 展开更多
关键词 双dq变换 对称分量法 三相不平衡 软件锁相环
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永磁同步电机抗扰高阶滑模观测器设计 被引量:18
3
作者 易伯瑜 康龙云 +2 位作者 陶思念 赵先娴 郭红霞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期132-140,共9页
永磁同步电机高精度矢量控制需要准确的电机转速与转子位置信息。考虑到传统观测器中的参数摄动和抖振现象,在保持算法简单、易实现的基础上,将一种基于高阶滑模的超螺旋方法引入到永磁电机观测器的设计中。通过非线性方法证明了电机在... 永磁同步电机高精度矢量控制需要准确的电机转速与转子位置信息。考虑到传统观测器中的参数摄动和抖振现象,在保持算法简单、易实现的基础上,将一种基于高阶滑模的超螺旋方法引入到永磁电机观测器的设计中。通过非线性方法证明了电机在一定条件下的可观测性,充分考虑实际系统中参数变化的影响,在静止两相坐标系上建立相应的数学模型,设计超螺旋算法观测电机反电动势值,并采用软件锁相环结构估算电机的速度。理论上验证了该算法的稳定性和有限时间收敛性。实验结果表明,所提出的观测器具有良好的跟踪性能,对电机参数摄动有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模观测器 超螺旋算法 软件锁相环
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软件锁相环在惯性动量轮转速控制中的应用研究 被引量:5
4
作者 马会来 符东 +1 位作者 刘刚 房建成 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期98-102,共5页
研究了基于DSP和软件锁相环算法的惯性动量轮用高速(最高转速30 000 r/min)高精度转速控制系统。首先分析了组成软件锁相环的三个环节,设计了软件锁相环算法;然后与高精度反电势换相模块ML4425相结合,设计并实现了一种高精度无刷直流电... 研究了基于DSP和软件锁相环算法的惯性动量轮用高速(最高转速30 000 r/min)高精度转速控制系统。首先分析了组成软件锁相环的三个环节,设计了软件锁相环算法;然后与高精度反电势换相模块ML4425相结合,设计并实现了一种高精度无刷直流电机数字控制系统。该系统能在任意转速下进行稳速控制,且当转速高于3000 r/min时,能实现1%%的转速控制精度。 展开更多
关键词 惯性动量轮 无刷直流电机 软件锁相环算法 DSP 转速控制 控制力矩 磁悬浮惯性动量轮 算法设计
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一种高效的非线性电网数字锁相环 被引量:15
5
作者 古俊银 廖茂宇 陈国呈 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第33期53-58,175,共6页
可实施电流开环控制的本质电流源拓扑的并网逆变器,对锁相精度和动态响应的要求比电流闭环控制的并网逆变器的要求更高,因此提出一种适用于新能源并网的高速、高精度的软件锁相算法。通过构造旋转坐标系,将数字鉴相器及数字滤波器的时... 可实施电流开环控制的本质电流源拓扑的并网逆变器,对锁相精度和动态响应的要求比电流闭环控制的并网逆变器的要求更高,因此提出一种适用于新能源并网的高速、高精度的软件锁相算法。通过构造旋转坐标系,将数字鉴相器及数字滤波器的时域差分方程转化为旋转坐标系下低频脉动的频域量,并采用等效于滑模控制的分象限变步长的Bang-Bang控制,实现对电网电压相位的快速锁定。数控振荡器采用基于内部模型的增量式算法,保证对电网电压的频率的高精度锁定。用Lyapunov方法分析了该算法的稳定性及收敛条件,讨论了算法的优点与推广应用。 展开更多
关键词 软件锁相 内模控制 控制叉积 BANG-BANG控制 滑模 LYAPUNOV稳定性
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基于改进型软件锁相环的正负序分量分离新方法研究 被引量:9
6
作者 郭凯 程启明 +2 位作者 程尹曼 黄伟 徐聪 《电测与仪表》 北大核心 2017年第2期12-17,共6页
针对电网不平衡时传统正负序分离方法通用性不佳的缺点,提出了一种基于改进型软件锁相环的正负序分量分离的新方法,它利用二阶广义积分器较好的高次滤波效果、正负序级联的DSC谐波消除特性,通过αβ变换和dq变换,再利用软件锁相环原理... 针对电网不平衡时传统正负序分离方法通用性不佳的缺点,提出了一种基于改进型软件锁相环的正负序分量分离的新方法,它利用二阶广义积分器较好的高次滤波效果、正负序级联的DSC谐波消除特性,通过αβ变换和dq变换,再利用软件锁相环原理来锁定电网的频率,并反馈给二阶广义积分器和正负序级联的DSC,从而分离出电网的正负序分量。由于本方法在电网电压平衡、不平衡以及电网电压频率变化等电网所有可能发生的故障情况下,都可以快速而准确的分离电网的正负序的基波分量,从而可为电力电子变流器的控制系统提供可靠的控制信号。最后MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 在电网电压不平衡条件下 正负序分量 二阶广义积分器 延时信号消除 软件锁相环
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基于ICS-554的软件无线电载波同步 被引量:2
7
作者 陈冒银 代健美 刘作学 《兵工自动化》 2006年第9期44-45,52,共3页
在DSP中实现基于ICS-554的软件无线电载波同步,采用相关叉积鉴频器及软件锁相环SPLL进行鉴频。该锁相环由计算频率误差、更新环路中间变量、输出控制信号组成。利用两个A/D采样通道,使原始信号同时进入ICS-554输入。在通道2的A/D模块前... 在DSP中实现基于ICS-554的软件无线电载波同步,采用相关叉积鉴频器及软件锁相环SPLL进行鉴频。该锁相环由计算频率误差、更新环路中间变量、输出控制信号组成。利用两个A/D采样通道,使原始信号同时进入ICS-554输入。在通道2的A/D模块前加延迟滤波器。相关符号经过混频器、总线传输、软件锁相环计算及频偏控制字总线传输时间。由此通道1中的频偏在通道2中便具有实时效应。 展开更多
关键词 软件无线电 载波同步 ICS-554 叉积鉴频器 软件锁相环
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应用于MMC-HVDC控制器的改进软件锁相环 被引量:2
8
作者 郭敏 赵成勇 +2 位作者 张宝顺 刘兴华 翟晓萌 《南方电网技术》 2012年第6期81-85,共5页
分析了在三相电压不对称情况下传统软件锁相环相位输出产生误差的原因,提出一个改进的单同步坐标变换软件锁相环方法,即通过αβ坐标变换,并延迟T/4周期计算来实现正、负序分量的分离,跟踪三相电压的正序分量以减小误差。基于RTDS搭建了... 分析了在三相电压不对称情况下传统软件锁相环相位输出产生误差的原因,提出一个改进的单同步坐标变换软件锁相环方法,即通过αβ坐标变换,并延迟T/4周期计算来实现正、负序分量的分离,跟踪三相电压的正序分量以减小误差。基于RTDS搭建了MMC-HVDC一次系统模型,将改进软件锁相环应用于基于FPGA的MMC-HVDC控制器上,采用相关的控制和平衡策略,能有效地调节母线电压和有功功率,说明了改进软件锁相环相位输出的准确性。 展开更多
关键词 软件锁相环 模块化多电平电压源型高压直流输电 αβ坐标变换 正序分量
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分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测方法 被引量:1
9
作者 张晓英 严鋆 +2 位作者 王晓兰 温志伟 靳丹 《电气自动化》 2012年第3期46-49,57,共5页
提出一种新型三相幅相检测方法,该方法基于PQR变换,实现了三相电压基波正序、负序分量解耦。电网电压的基波正序分量和负序分量分离后,基波正序分量及基波负序分量的幅值和相位可以分别被检测出来。仿真结果表明,在电网严重谐波畸变条件... 提出一种新型三相幅相检测方法,该方法基于PQR变换,实现了三相电压基波正序、负序分量解耦。电网电压的基波正序分量和负序分量分离后,基波正序分量及基波负序分量的幅值和相位可以分别被检测出来。仿真结果表明,在电网严重谐波畸变条件下,提出的新型三相幅相检测方法克服了传统三相软件锁相环路存在的问题,能准确地跟踪基波正序电压的幅值和相位,在同等检测精度下有效提高了动态响应速度,可应用于分布式发电系统并网公共连接点电压幅相检测。 展开更多
关键词 分布式发电 幅相检测 PQR变换 三相不平衡 软件锁相环
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基于Z域软件锁相环建模及参数设计 被引量:1
10
作者 吕飞 秦福星 张松涛 《船电技术》 2010年第9期38-41,共4页
准确的相位信息对大部分现代电能变换装置的稳定运行至关重要。软件锁相环(SPLL)具有设计自由、适应性强等优点可快速准确获得电网电压的相位和频率信息。本文通过分析SPLL原理,获得Z域SPLL线性化模型,进而分析了SPLL线性化模型的稳定... 准确的相位信息对大部分现代电能变换装置的稳定运行至关重要。软件锁相环(SPLL)具有设计自由、适应性强等优点可快速准确获得电网电压的相位和频率信息。本文通过分析SPLL原理,获得Z域SPLL线性化模型,进而分析了SPLL线性化模型的稳定性和误差,并在Z域下设计SPLL控制器参数,最后,针对两种电网电压相位跳变情形进行仿真验证。仿真结果表明该设计方法的正确性。 展开更多
关键词 Z域 软件锁相环 坐标变换
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船舶电网基波电压同步信号实时检测技术
11
作者 党存禄 赵晓刚 +1 位作者 巩丰民 薛红录 《低压电器》 2013年第24期42-45,共4页
针对电力推进船舶电网电压不平衡情况下基波正序电压幅值、频率和相位信息的精确检测,提出了一种基于PR谐振调节器的T/4延时计算法的软件锁相技术。通过T/4延时计算法消除了电网电压不平衡时负序分量的影响,用PR调节器代替PI调节器提高... 针对电力推进船舶电网电压不平衡情况下基波正序电压幅值、频率和相位信息的精确检测,提出了一种基于PR谐振调节器的T/4延时计算法的软件锁相技术。通过T/4延时计算法消除了电网电压不平衡时负序分量的影响,用PR调节器代替PI调节器提高了检测的速度和精度。仿真结果表明,在船舶电网电压不平衡的条件下,该新型软件锁相技术能够准确快速地检测电网的基波正序电压幅值、频率和相位,有效地验证了该方法的正确性。 展开更多
关键词 船舶电网 电网电压不平衡 软件锁相环 PR谐振调节器
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基于新型等效模糊滑模观测器和改进软件锁相环的永磁同步电机矢量控制 被引量:4
12
作者 谭冯忍 程启明 +2 位作者 程尹曼 高杰 张宇 《电机与控制应用》 北大核心 2017年第2期52-57,共6页
为准确获取电机转速和转子位置,提出了一种基于新型等效模糊滑模观测器和改进型软件锁相环(SPLL)相结合的控制方法。在传统的等效滑模控制的基础上,通过改变切换函数和将切换增益模糊化,降低了观测器输出振动;同时,改进了等效滑模控制系... 为准确获取电机转速和转子位置,提出了一种基于新型等效模糊滑模观测器和改进型软件锁相环(SPLL)相结合的控制方法。在传统的等效滑模控制的基础上,通过改变切换函数和将切换增益模糊化,降低了观测器输出振动;同时,改进了等效滑模控制系统,省去了低通滤波器和转子角度补偿环节,简化了系统结构。此外,采用改进型SPLL,克服了电机因自身励磁、磁路等原因产生谐波,导致经dq变换和PI作用后其输出量不再有频率偏差的问题,从而得到更高精度的电机转速。最后,通过仿真验证了该方法较传统方法对电机控制具有使系统响应速度更快、超调更小、对外部的负载扰动和参数鲁棒性更强等优点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 等效滑模模糊控制 软件锁相环 无位置传感器
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基于SMO的改进型转子位置检测方法 被引量:4
13
作者 赵亚辉 冯明 李卫文 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2329-2338,共10页
针对无位置传感器永磁同步电机(PMSM)在高速运行时无法准确观测转子位置,导致三相电流波动畸变的问题,提出了一种改进型滑模观测器(SMO)来预估转子位置和速度的新方法。该改进型滑模观测器采用S型切换函数来估算反电动势,并通过软件锁相... 针对无位置传感器永磁同步电机(PMSM)在高速运行时无法准确观测转子位置,导致三相电流波动畸变的问题,提出了一种改进型滑模观测器(SMO)来预估转子位置和速度的新方法。该改进型滑模观测器采用S型切换函数来估算反电动势,并通过软件锁相环(SPLL)算法计算转子位置角,降低了传统滑模观测器抖振对转子位置角的影响,实现了PMSM在高速运行状态下转子位置角的准确观测。开发出一套高速永磁同步电机控制器,实现了电机在超高速高功率状态稳定运行。 展开更多
关键词 永磁同步电机(PMSM) 无位置传感器 滑模观测器(SMO) S型切换函数 软件锁相环(spll)
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电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分量分离新方法 被引量:2
14
作者 孙伟莎 程启明 +3 位作者 程尹曼 谭冯忍 李涛 陈路 《电机与控制应用》 北大核心 2017年第10期94-101,共8页
针对传统锁相环(PLL)在电网电压不平衡及谐波畸变下利用常规软件锁相环不能准确获取相位的问题,提出了一种新的正负序分量分离新方法。利用了相序解耦谐振控制器能去除高次谐波和延时信号消除(DSC)法可滤除特定谐波的特性,将相序解耦谐... 针对传统锁相环(PLL)在电网电压不平衡及谐波畸变下利用常规软件锁相环不能准确获取相位的问题,提出了一种新的正负序分量分离新方法。利用了相序解耦谐振控制器能去除高次谐波和延时信号消除(DSC)法可滤除特定谐波的特性,将相序解耦谐振和延时信号消除法结合起来,达到更好的正负序分量分离的效果。最后,采用MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 电网电压不平衡 软件锁相环 正负序分量 相序解耦谐振 延时信号消除
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基于DSP2407的单相软件锁相环的实现 被引量:5
15
作者 徐耀 《通信电源技术》 2010年第6期36-38,共3页
软件锁相环(SPLL)是用软件来实现模拟锁相环的功能,已广泛地运用到光伏并网逆变器和电机的控制中,在数字信号处理器(DSP)时代,用DSP实现软件锁相环比较容易。文中介绍了一种基于DSP2407的单相软件锁相环的实现方法,使相位差控制在0~... 软件锁相环(SPLL)是用软件来实现模拟锁相环的功能,已广泛地运用到光伏并网逆变器和电机的控制中,在数字信号处理器(DSP)时代,用DSP实现软件锁相环比较容易。文中介绍了一种基于DSP2407的单相软件锁相环的实现方法,使相位差控制在0~1℃范围内。 展开更多
关键词 软件锁相环 spll DSP2407
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基于双同步坐标系软件锁相负序电流抑制的研究
16
作者 陈洋洋 程红 +2 位作者 庄园 冯强 花清源 《煤矿机械》 2015年第2期73-75,共3页
负载和电网电压不平衡会产生大量的负序电流。在电网电压不平衡的情况下,双同步坐标系解耦软件锁相(SSRF-SPLL)能够准确、快速地检测出电网电压基波相位信息,对正、负序电流分别采用轴电流解耦跟踪控制,即使电网电压和负载都不平衡仍能... 负载和电网电压不平衡会产生大量的负序电流。在电网电压不平衡的情况下,双同步坐标系解耦软件锁相(SSRF-SPLL)能够准确、快速地检测出电网电压基波相位信息,对正、负序电流分别采用轴电流解耦跟踪控制,即使电网电压和负载都不平衡仍能实现正负序坐标系下的分序补偿。在MATLAB/Simulink环境中搭建系统进行仿真,并且在实际工程中验证补偿负序控制策略的正确性。 展开更多
关键词 静止无功发生器 负序电流补偿 双变换 软件锁相环
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基于同步坐标系的三相电网软件锁相环仿真研究
17
作者 鲁大岱 方敏 《淮阴工学院学报》 CAS 2015年第1期26-30,共5页
风电场前期安装的部分硬件设备已不能更换,同时又要求实现低电压穿越功能,这就需要一种简单实用的方法来获取电网电压变化的信息。阐述了软件锁相环的基本结构和原理,从理论上分析系统的稳定性和跟随特性,用矢量解耦的方法研究了基于单... 风电场前期安装的部分硬件设备已不能更换,同时又要求实现低电压穿越功能,这就需要一种简单实用的方法来获取电网电压变化的信息。阐述了软件锁相环的基本结构和原理,从理论上分析系统的稳定性和跟随特性,用矢量解耦的方法研究了基于单同步旋转坐标系的软件锁相环的设计方法,用二阶系统的标准形式对调节器参数进行整定。根据实际条件,计算出用于仿真的各个系统控制参数。利用Matlab/Simulink软件搭建该仿真模型,并在平衡电网电压和不平衡电网电压情况下,对系统性能进行分析比较。仿真结果说明,同步坐标系方法能够获得较好的电网信息,三相平衡电网时适合采用单同步坐标系方法,电网平衡度大时适合采用双同步坐标系方法,该方法有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 电压矢量 软件锁相环 同步坐标系 仿真
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基于交流采样的抽水蓄能励磁系统电量检测
18
作者 翟新宝 李国良 王稚惠 《大电机技术》 北大核心 2014年第6期66-69,共4页
抽水蓄能电站励磁系统对电机定子端电压、电流、频率等电量采集的要求很高。交流采样实时性好、相位失真小,特别是随着大规模集成电路和高速数字信号处理器的迅猛发展,励磁系统交流采样原有的困难已逐步得到克服。文章主要介绍了一种基... 抽水蓄能电站励磁系统对电机定子端电压、电流、频率等电量采集的要求很高。交流采样实时性好、相位失真小,特别是随着大规模集成电路和高速数字信号处理器的迅猛发展,励磁系统交流采样原有的困难已逐步得到克服。文章主要介绍了一种基于交流采样的软件锁相环(SPLL)算法,通过此算法能快速准确地计算出发电机励磁系统所需的各电量,并通过大量实验证明了该算法的准确性和实用性,能够满足抽水蓄能电站励磁系统的要求。 展开更多
关键词 励磁系统 交流采样 软件锁相环
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城市轨道交通再生制动逆变回馈装置锁相技术研究 被引量:1
19
作者 陈自强 严长辉 +1 位作者 朱刚阳 张平军 《城市轨道交通研究》 北大核心 2016年第2期46-49,64,共5页
以PWM(脉宽调制)整流器为核心的逆变回馈型吸收装置,已逐渐成为城市轨道交通车辆再生制动能量吸收装置的主流。提出的基于双同步坐标系变换的软件锁相环(DDSRF-SPLL)相比传统的单同步坐标系软件锁相环(SSRF-SPLL),更能快速有效地提取三... 以PWM(脉宽调制)整流器为核心的逆变回馈型吸收装置,已逐渐成为城市轨道交通车辆再生制动能量吸收装置的主流。提出的基于双同步坐标系变换的软件锁相环(DDSRF-SPLL)相比传统的单同步坐标系软件锁相环(SSRF-SPLL),更能快速有效地提取三相电压在三相不对称、三相畸变、单相或两相电压接地等情况下的电压相位、基波频率和正负序分量的大小,为逆变回馈型吸收装置提供有力的相位保障。仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。 展开更多
关键词 城市轨道交通 再生制动 逆变回馈 软件锁相环
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基于FPGA的三相电网不平衡下的锁相环设计
20
作者 李鹏飞 刘淮涛 吴平志 《现代建筑电气》 2015年第12期49-53,共5页
针对现有的数字锁相环在三相电网电压不平衡下精度降低的问题,提出了一种基于双同步坐标系解耦软件锁相环(DDSRF-SPLL)的控制策略。分析了DDSRF-SPLL的数学模型,根据DDSRF-SPLL解耦控制策略,采用硬件描述语言VHDL设计了基于FPGA的各个... 针对现有的数字锁相环在三相电网电压不平衡下精度降低的问题,提出了一种基于双同步坐标系解耦软件锁相环(DDSRF-SPLL)的控制策略。分析了DDSRF-SPLL的数学模型,根据DDSRF-SPLL解耦控制策略,采用硬件描述语言VHDL设计了基于FPGA的各个模块。仿真结果表明,基于FPGA的锁相环抗干扰能力强,对频率波动具有很好的适应性,锁相效果稳定、准确。 展开更多
关键词 双同步坐标系解耦软件锁相环 电网电压 FPGA 锁相精度
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