Sinusoidal Measurement (PLL)

Оцените синусоидальные характеристики с помощью цикла фазовой автоподстройки

Библиотека:
Simscape / Электрический / Контроль / Измерения

Описание

Блок Sinusoidal Measurement (PLL) оценивает частоту, угол фазы и величину однофазного синусоидального сигнала или отдельных фаз многофазного синусоидального сигнала. Блок использует расширенную стратегию фазовой автоподстройки (ФАП), чтобы оценить эти синусоидальные характеристики входного сигнала.

Используйте этот блок в приложениях управления, когда требуется частота, угол фазы или величина, и ее нельзя измерить непосредственно. Чтобы обеспечить более быструю блокировку фазы для сбалансированных трехфазных входных сигналов, используйте блок Three-Phase Sinusoidal Measurement (PLL).

Уравнения

Цикл фазовой автоподстройки генерирует синусоиду, которая аппроксимирует входной сигнал, u(t) с формой:

$y (t) = A (t) \sin (ϕ_{0} + \int 2 π f (t) d t),$

где:

y - оценка входного сигнала.
A - оценка амплитуды входного сигнала.
_ϕ0 - начальный угол фазы входного сигнала.

Расчетный ϕ угла фазы является углом этой сгенерированной синусоиды:

$ϕ (t) = ϕ_{0} + \int 2 π f (t) d t,$

где f, является ли частота синусоиды и _ϕ0 начальным углом фазы.

Эта схема показывает общую структуру цикла фазовой автоподстройки.

На схеме:

Фазовый детектор формирует сигнал ошибки относительно разности фаз _eϕ между входным синусоидальным u и синтезированным синусоидальным y. Это также выводит оценку амплитудной A.
Цикл фильтр предоставляет оценку входа угловой частотной ω путем фильтрации высокочастотных компонентов фазового различия. Блок также выводит преобразованную частотную f в Гц.
Управляемый напряжением осциллятор интегрирует угловую скорость, чтобы создать ϕ оценки фазы. Генератор также генерирует нормированную синтезированную синусоиду (1/A)y которую отправляет в Фазу Detector для сравнения.

Порты

Вход

расширить все

`u` - Входной сигнал
скаляр или вектор

Периодический входной сигнал.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

`freq` - Частота
скаляр или вектор

Расчетная частота входного сигнала, в Гц.

Типы данных: single | double

`angle` - Phase angle
скаляр или вектор

Расчетный угол фазы входного сигнала, в рад.

Типы данных: single | double

`mag` - Величина
скаляр или вектор

Расчетная величина входного сигнала.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

`Phase detector integral gain` - интегральная составляющая PD
`1000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

Интегральная составляющая для детектора фазы. Это определяет агрессивность ФАПЛ в отслеживании и блокировке до величины.

Если входной сигнал является вектором, используйте скалярные параметры или используйте векторные параметры, которые имеют тот же размер, что и входной сигнал.

`Loop filter proportional gain` - LF пропорциональная составляющая
`400` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

Пропорциональная составляющая для цикла фильтра. Это определяет агрессивность ФАПЛ в отслеживании и фиксации угла фазы. Увеличьте это значение, чтобы улучшить время реакции отслеживания на изменение шага в угле фазы.

`Loop filter integral gain` - интегральный коэффициент усиления LF
`20000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

Интегральная составляющая для цикла фильтра. Увеличьте это значение, чтобы увеличить скорость, с которой установившаяся ошибка устраняется в угле фазы. Это значение также определяет агрессивность ФАПЛ в отслеживании и блокировке фазы.

`Initial frequency (Hz)` - Начальная частота
`60 Hz` (по умолчанию) | скаляром или вектором

Начальная оценка частоты входа. Если входной сигнал является вектором, используйте скалярные параметры или используйте векторные параметры, которые имеют тот же размер, что и входной сигнал.

`Initial phase angle (rad)` - Начальная фаза
`0 rad` (по умолчанию) | скаляром или вектором

Начальная оценка угла фазы. Если входной сигнал является вектором, используйте скалярные параметры или используйте векторные параметры, которые имеют тот же размер, что и входной сигнал.

`Initial magnitude` - Начальная величина
`1` (по умолчанию) | скаляром или вектором

Начальная оценка величины. Если входной сигнал является вектором, используйте скалярные параметры или используйте векторные параметры, которые имеют тот же размер, что и входной сигнал.

`Sample time (-1 for inherited)` - Блокируйте шаг расчета
`-1` (по умолчанию) | 0 | положительная скалярная величина

Время между последовательными выполнениями блоков. Во время выполнения блок производит выходы и, при необходимости, обновляет свое внутреннее состояние. Для получения дополнительной информации смотрите Что такой Шаг расчета? и задайте шаг расчета.

Для унаследованной операции в дискретном времени задайте -1. Для операции в дискретном времени задайте положительное целое число. Для непрерывной операции задайте 0.

Если этот блок находится в маскированной подсистеме или другой альтернативной подсистеме, которая позволяет переключаться между непрерывной операцией и дискретной операцией, продвигайте параметр шага расчета. Продвижение параметра шага расчета обеспечивает правильное переключение между непрерывной и дискретной реализациями блока. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Увеличение параметра до маски».

Примеры моделей

Power Factor Correction for CCM Boost Converter

Коррекция коэффициента степени для CCM Boost Converter

Исправьте коэффициент степени с помощью PFC-преобразователя. Этот метод полезен, когда нелинейные импедансы, такие как источники степени Switch Mode, соединяются с сетью переменного тока. Поскольку ток, протекающий через индуктор, никогда не равен нулю во время цикла переключения, усиливающий преобразователь работает в режиме непрерывной проводимости (CCM). Током индуктивности и профилями выходного напряжения управляют с помощью простого интегрального управления. Во время запуска выходное напряжение ссылки растёт до требуемого напряжения.

Ссылки

[1] Karimi-Ghartemani, M., and M. R. Iravani. «Новая система фазовой автоподстройки (ФАП)». Транзакции IEEE по промышленной электронике. Материалы 44-го симпозиума IEEE по схемам и системам, том 1, стр. 421-424. IEEE, 2001.

Документация

Sinusoidal Measurement (PLL)

Описание

Уравнения

Порты

Вход

`u` - Входной сигнал
скаляр или вектор

Выход

`freq` - Частота
скаляр или вектор

`angle` - Phase angle
скаляр или вектор

`mag` - Величина
скаляр или вектор

Параметры

`Phase detector integral gain` - интегральная составляющая PD
`1000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

`Loop filter proportional gain` - LF пропорциональная составляющая
`400` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

`Loop filter integral gain` - интегральный коэффициент усиления LF
`20000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

`Initial frequency (Hz)` - Начальная частота
`60 Hz` (по умолчанию) | скаляром или вектором

`Initial phase angle (rad)` - Начальная фаза
`0 rad` (по умолчанию) | скаляром или вектором

`Initial magnitude` - Начальная величина
`1` (по умолчанию) | скаляром или вектором

`Sample time (-1 for inherited)` - Блокируйте шаг расчета
`-1` (по умолчанию) | 0 | положительная скалярная величина

Примеры моделей

Коррекция коэффициента степени для CCM Boost Converter

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Блоки

Simscape Electrical документация

Поддержка

Документация

Sinusoidal Measurement (PLL)

Описание

Уравнения

Порты

Вход

u - Входной сигнал скаляр или вектор

Выход

freq - Частота скаляр или вектор

angle - Phase angle скаляр или вектор

mag - Величина скаляр или вектор

Параметры

Phase detector integral gain - интегральная составляющая PD 1000 (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

Loop filter proportional gain - LF пропорциональная составляющая 400 (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

Loop filter integral gain - интегральный коэффициент усиления LF 20000 (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

Initial frequency (Hz) - Начальная частота 60 Hz (по умолчанию) | скаляром или вектором

Initial phase angle (rad) - Начальная фаза 0 rad (по умолчанию) | скаляром или вектором

Initial magnitude - Начальная величина 1 (по умолчанию) | скаляром или вектором

Sample time (-1 for inherited) - Блокируйте шаг расчета -1 (по умолчанию) | 0 | положительная скалярная величина

Примеры моделей

Коррекция коэффициента степени для CCM Boost Converter

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Блоки

Simscape Electrical документация

Поддержка

`u` - Входной сигнал
скаляр или вектор

`freq` - Частота
скаляр или вектор

`angle` - Phase angle
скаляр или вектор

`mag` - Величина
скаляр или вектор

`Phase detector integral gain` - интегральная составляющая PD
`1000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

`Loop filter proportional gain` - LF пропорциональная составляющая
`400` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

`Loop filter integral gain` - интегральный коэффициент усиления LF
`20000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина или вектор

`Initial frequency (Hz)` - Начальная частота
`60 Hz` (по умолчанию) | скаляром или вектором

`Initial phase angle (rad)` - Начальная фаза
`0 rad` (по умолчанию) | скаляром или вектором

`Initial magnitude` - Начальная величина
`1` (по умолчанию) | скаляром или вектором

`Sample time (-1 for inherited)` - Блокируйте шаг расчета
`-1` (по умолчанию) | 0 | положительная скалярная величина

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®