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  • 都是二阶谐振环节,,二阶广义积分器是谐振带宽固定的,带宽等于谐振频率的准谐振环节

    都是二阶谐振环节,,二阶广义积分器是谐振带宽固定的,带宽等于谐振频率的准谐振环节

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  • 为了把经过低通滤波器后的三相电压中的负序、零序也滤除,或者真正的正序电压,让正序电压参与锁相环算法,基于双二阶广义积分器(DSOGI)应运而生。 DSOGI是用来将某个频率的信号相移90度,并且不产生相位滞后。 ...

    在单同步软件锁相环中,输入信号是通过模数转换采集回来的三相电网电压,经过滤波处理后,已经是比较干净的信号电压。由于电网多数时候比较健壮,单有时候也会电压不可避免的存在一些负序或者零序,并且是无法用传统的低通滤波器滤除掉的。因为负序也是50hz的,要是滤除它了,那么正序的也被滤除了。

    为了把经过低通滤波器后的三相电压中的负序、零序也滤除,获得真正的正序电压,让正序电压参与锁相环算法,基于双二阶广义积分器(DSOGI)应运而生。

    DSOGI是用来将某个频率的信号相移90度,并且不产生相位滞后。

    而提取正序电压的运算过程中,有一个环节是将输入信号相移90度,并且不产生相位滞后。

    在alpha-belta坐标系中,提取正序的电网电压Valpha_p,Vbelta_n的公式是:(张兴,第九章去查)

    其中q就是将信号相移九十度。

    所以基于双二阶广义积分器(DSOGI)的软件锁相过程是这样的

    1、获得电网电压滤波后的信号,Vabc

    2、将Vabc进行三二变换得到Valpha-belta

    3、通过式9-51计算得到Valpha_p,Vbelta_n,组成的相量

    4、将正序的Valpha_p,Vbelta_n进行2s-2r变换,变换所需要的电角度用后面锁相角度的输出。

    5、利用单同步软件锁相环进行锁相即可。

    仿真如下:

    图1  为了观察输入信号和输出v之间的关系;输入是50hz 10伏 需要相移90度的信号和5000hz 10伏干扰信号;预计后者会被衰减完,前者会在v中复现。

    图2 是图1对应的仿真波形,黄色是输入信号,红色是输出信号v,可以看出,最后经过响应时间后,重合了。

    图3是图2开始阶段的局部放大,大约两个板周期完成相移响应。

     

    图4 观察两个输出信号,看是否相差90度

    图5 可以发现,红色qv比黄色v确实相移了90度。

    最近想把这个积分器的程序及注解写好,发布出来,时间不是很充足,争取早点发布

    到了无耻的要钱阶段了,贴上要钱码,您的一个小小的红包是对我莫大的鼓励

     

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    代码;见上传资源下载《双二阶广义积分器(SOGI)软件锁相(基于双线性变换)代码》

     

     

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    双二阶广义积分器叫的很玄乎,但是他的核心其实是换汤不换药的,对应的传递函数是二阶谐振控制器。

    在锁相过程中

    1、采集回来的三相电网电压,是原始信号,其中包含了正序分量(50hz左右的正弦波),负序分量(50hz左右的正弦波)和零序分量(直流波形),还有50hz之外的一些干扰电压。

    2、将上述原始信号变换到alpha-belta坐标系下面,因为后面的单同步锁相是在alpha-belta的基础上进行的。如下图,粘贴自张兴教授的书:

    3、上图的输出是电网电压在alpha-belta的波形,包含了正序分量(50hz左右的正弦波),负序分量(50hz左右的正弦波)和零序分量(直流波形),还有50hz之外的一些干扰电压。我们要提取50hz左右的电网电压正负分量,以后用于后面的单同步锁相。

    利用提取矩阵如下图:

    上面这个式子就是提取正负分量,滤除负序,零序和其他干扰频率的的算法。

    相量中只剩下实时的电网电压正负分量在alpha-belta轴上的波形了。

    由上面的算法可知:

    上式表明正序的提取需要对原始信号进行90度的相移,但是幅度不变。

    那么二阶谐振控制器就是很好的选择。如下式所示:

    上面第一个式子可将输入信号中角频率对应的正弦原封不动的提取出来,幅值不变,相位不超前也不滞后,把其他的信号全部滤除掉。

    上面第二个式子是把输入信号中角频率对应的正弦幅值不变,相位移动90度后提取出来,把其他的信号全部滤除掉。

    在matlab中画下伯德图:

    s = tf('s');
    Kr = 0.01;
    Wo = 2*pi*50;
    Gr1 =  Kr*Wo*s/(s^2 +Kr*Wo*s + Wo^2);
    Gr2 =  Kr*Wo^2/(s^2 +Kr*Wo*s + Wo^2);

    bode(Gr1),grid;
    hold on;
    bode(Gr2),grid;
    hold on;

    可见,在电网评率处,增益是1,倍,相位一个不动,一个相移了90度。

    实际当中,电网频率不一定是固定的50HZ,而是50HZ左右轻微抖动,甚至有时候偏差很大,所以这时候实际应该将传递函数中的谐振点改成自适应的。

    4、提取出来后,就好说了,利用单同步锁相环进行PI锁相就行了,具体参看张兴的page411和page430.

    需要仿真模型的可私聊我,不过这个模型在csdn和淘宝上有很多,很好找。

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    2019-09-03 17:31:40
    双馈风机模型,设计了采用了增加并联动态电阻的 Crowbar 电路的协同控制,能够实现电网电压正负序快速准确分离的双二阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL)和带有谐波补偿特性的比例谐振(PR)控制器。
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空空如也

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二阶广义积分器