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【原创:技术经验分享】 EPLL 仿真

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shiyongxie
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高级工程师
  • 2021-10-13 00:39:52
最近看PLL相关的资料,相对的内容在这里分享一下。看到的资料是:ENHANCEDPHASE-LOCKED LOOPSTRUCTURES FORPOWER AND ENERGYAPPLICATIONS如题目所描述,讲的就是EPLL。之所以找到这份资料,源于要解决这样的一个问题。如何知道获取正弦波的幅值,频率和相位?而且这个输入的正弦波是变化的下面这个图是资料里面提到基本方法的控制框图(用PSIM做了仿真的框图) 1.png


u:为输入信号yf:输出信号A:为输出幅值y:为输出相位A0:初始的幅值wo:初始的频率(可以随意给定)
2.png
配置一个输入信号信号频率为60Hz,在0.5S后输出频率有60Hz 跳变到120Hz运行一下:
3.png 4.png
勉强过得去,幅值,相位和频率是追上去了,但频率瞬间跳变太厉害,振荡收敛。根据资料里面的推导,PLL对与频率变化的响应对应的是一个二阶系统,这振荡收敛也是正常的。另外上述的控制框图也可以改写成C语言代码,具有可以使用C block 验证[code]Un=in[0];En=Un-Yn;Yn=An_1*sin(Theta_n_1);An=An_1+Ka*delt*En*sin(Theta_n_1);temp=delt*En*cos(Theta_n_1)/(abs(An)+0.001);DeltWn=DeltWn_1+Ki*temp;temp1=wo*delt+DeltWn*delt+Kp*temp;Theta_n=Theta_n_1+temp1;if(Theta_n>6.2831852)Theta_n=0;else if(Theta_n


5.png
shiyongxie
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高级工程师
  • 2021-10-13 10:14:44
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提及到的资料
[IEEE Press Series on Microelectronic Systems] Masoud Karimi-Ghartemani - Enhanc.pdf (4.1 MB, 下载次数: 1)
shiyongxie
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高级工程师
  • 2021-10-20 22:23:53
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EPLL 有三个控制参数,Ka,Kp,Ki这三个参数的确定,三楼文章也给出来了,并做了分析具体分析,在这里就不大段搬运了,可以参考第二篇文献,这里贴一下结果:

10.png
这里的u1,u2,u3对应的仿真框图的Ka,Ki,Kp。wo可以认为是预计的角频率(如对市电进行锁相,fo=50Hz,wo=2*pi*50)
按照这个方法对应这些参数的给定,可以在Psim里面做标定
pi=3.1415926
fo=50
wo=2*pi*fo
Ao=12
zeta1=0.5
Kp=2*zeta1*wo
zeta2=1
Ki=Kp^2/(8*zeta2^2)
Ka=kp


按照上述参数,仿真输入市电电压信号的响应情况,输入角频率在0.5S时有2Hz的频率跳变,系统的响应如下图
11.png


显然频率跳变过程中,输出的跟踪的频率波动大,需要做一些优化。角频率在ePLL这个体系里,它的传递函数是二阶的,有频率跳变是会有振荡是正常。这留下一个问题,根据文献资料,这个有解决方案,后面继续


shiyongxie
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高级工程师
  • 2021-11-2 22:46:46
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上传上面用的模型Psim 模型

ePLL.zip

8.85 KB, 下载次数: 2, 下载积分: 财富 -2

tmcent
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总工程师
  • 2021-11-7 23:06:41
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这种仿真结果对模型选择还是挺依赖的,这个需要经验。
mitobd
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  • 2021-10-13 15:08:14
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前排听课!
世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2021-10-20 11:39:01
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期待后续分享呀!
Vegard137017878
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  • 2021-10-27 13:45:50
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围观,哪里有最基础的教程啊?
shiyongxie
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高级工程师
  • 2021-10-28 20:01:44
  • 倒数4
 
基础是指哪方面?PLL,应该是一个跟踪系统,最基础的就是自动控制原理。同时系统模型建立用到的线性化,那就是高等数学(应该就是高价无穷小,泰勒展开什么的)。如果仿真工具什么的,论坛里面高手写了许多有用的基础教程。
本帖讨论的是ePLL,这种锁相环。我看到的资料中,关于ePLL的二楼第一份资料是比较全的了,ePLL应该就是作者首先提出了。其他的锁相环这里不去深入
对于其他类型的锁相环的评论可以参考下面的文献
Single-Phase PLLs: A Review of Recent Advances
https://sci-hub.ru/10.1109/TPEL.2017.2653861
Vegard137017878
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副总工程师
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