[發(fā)明專利]基于多倍頻原理的單相鎖相環(huán)及幅頻兩維跟蹤控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111574320.4
• 申請(qǐng)日: 2021-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN114244351A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫榮鑫;楊海瞳;何維;袁小明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H03L7/08
• 分類號(hào): H03L7/08;H03L7/093
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 夏倩;李智

1.一種基于多倍頻原理的單相鎖相環(huán)，其特征在于，包括：多倍頻處理模塊(1)、誤差計(jì)算模塊(2)以及跟蹤控制模塊；

所述多倍頻處理模塊(1)，其第一輸入端用于接收單相原始信號(hào)U_o(t)＝A(t)cosθ(t)，其第二輸入端用于接收所述跟蹤控制模塊輸出的測(cè)量幅值A(chǔ)_M(t)，其用于對(duì)所述原始信號(hào)進(jìn)行多倍頻處理后，輸出相位信息作為控制信號(hào)X(t)；

所述誤差計(jì)算模塊(2)，其第一輸入端連接至所述多倍頻處理模塊(1)的輸出端，其第二輸入端連接至所述跟蹤控制模塊的輸出端，其用于計(jì)算控制相量相對(duì)于跟蹤信號(hào)的幅值誤差和相位誤差，得到幅值誤差控制信號(hào)ΔA_y(t)和相位誤差控制信號(hào)Δθ_y(t)；所述控制相量在α、β軸的投影分別為A_M(t)sinθ_M(t)和A_M(t)X(t)，所述跟蹤信號(hào)的幅值和相位分別為所述跟蹤控制模塊輸出的測(cè)量幅值A(chǔ)_M(t)和測(cè)量相位θ_M(t)；

所述跟蹤控制模塊，其輸入端連接至所述誤差計(jì)算模塊(2)的輸出端，其用于濾除所述幅值誤差控制信號(hào)ΔA_y(t)和相位誤差控制信號(hào)Δθ_y(t)中的高頻分量，得到多倍頻處理之后的原始信號(hào)相對(duì)于所述跟蹤信號(hào)的幅值誤差ΔA(t)和相位誤差Δθ(t)，并將使誤差為零作為控制目標(biāo)進(jìn)行控制，結(jié)合給定的幅值初始值和相位/頻率初始值，得到新的測(cè)量幅值和測(cè)量相位/頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)幅值和相位/頻率的即時(shí)跟蹤。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多倍頻原理的單相鎖相環(huán)，其特征在于，所述誤差計(jì)算模塊(2)包括：幅值誤差計(jì)算模塊(21)和相位誤差計(jì)算模塊(22)，二者的輸入端共同構(gòu)成所述誤差計(jì)算模塊(2)的輸入端，輸出端共同構(gòu)成所述誤差計(jì)算模塊(2)的輸出端；

所述幅值誤差計(jì)算模塊(21)，用于按照計(jì)算控制相量相對(duì)于跟蹤信號(hào)的幅值誤差，得到幅值誤差控制信號(hào)ΔA_y(t)；

所述相位誤差計(jì)算模塊(22)，用于按照計(jì)算控制相量相對(duì)于跟蹤信號(hào)的相位誤差，得到相位誤差控制信號(hào)Δθ_y(t)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于多倍頻原理的單相鎖相環(huán)，其特征在于，所述跟蹤控制模塊包括：誤差處理模塊(3)和控制器模塊(4)；

所述誤差處理模塊(3)，其輸入端作為所述跟蹤控制模塊的輸入端，其用于濾除所述幅值誤差控制信號(hào)ΔA_y(t)和相位誤差控制信號(hào)Δθ_y(t)中的高頻分量，得到多倍頻處理之后的原始信號(hào)相對(duì)于所述跟蹤信號(hào)的幅值誤差ΔA(t)和相位誤差Δθ(t)；

所述控制器模塊(4)，其輸入端連接至所述誤差處理模塊(3)的輸出端，其輸出端作為所述跟蹤控制模塊的輸出端，其用于將使誤差為零作為控制目標(biāo)進(jìn)行控制，結(jié)合給定的幅值初始值和相位/頻率初始值，得到新的測(cè)量幅值和測(cè)量相位/頻率。

4.如權(quán)利要求3所述的基于多倍頻原理的單相鎖相環(huán)，其特征在于，所述誤差處理模塊(3)包括：幅值誤差處理模塊和相位誤差處理模塊，二者的輸入端共同構(gòu)成所述誤差處理模塊(3)的輸入端，二者的輸出端共同構(gòu)成所述誤差處理模塊(3)的輸出端；

所述幅值誤差處理模塊，用于濾除所述幅值誤差控制信號(hào)ΔA_y(t)中的高頻分量，得到多倍頻處理之后的原始信號(hào)相對(duì)于所述跟蹤信號(hào)的幅值誤差ΔA(t)；

所述相位誤差處理模塊，用于濾除相位誤差控制信號(hào)Δθ_y(t)中的高頻分量，得到多倍頻處理之后的原始信號(hào)相對(duì)于所述跟蹤信號(hào)的相位誤差Δθ(t)。

5.如權(quán)利要求4所述的基于多倍頻原理的單相鎖相環(huán)，其特征在于，所述幅值誤差處理模塊為低通濾波器，或者，所述幅值誤差處理模塊按照計(jì)算幅值誤差ΔA(t)；

其中，m為正整數(shù)。

6.如權(quán)利要求4所述的基于多倍頻原理的單相鎖相環(huán)，其特征在于，所述相位誤差處理模塊為低通濾波器，或者，所述相位誤差處理模塊按照計(jì)算相位誤差Δθ(t)；

其中，m為正整數(shù)。