[发明专利]基于动态相量法的数字移相调制器小信号建模方法

权利要求书

1.一种基于动态相量法的数字移相调制器小信号建模方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)确定数字移相调制器的输入输出信号；

输入信号为移相角指令值，输出信号为开关管驱动信号；

d₁(t)和d₄(t)的动态相量稳定值分别为：

式中，A为d₁(t)和d₄(t)对应的动态相量幅值，Θ(t)为驱动信号d₁(t)和d₄(t)之间的移相角稳态值；j为复数的虚数单位；

数字移相调制器输入指令值的小信号扰动经过三角载波调制，使和的幅值和相位都产生扰动，则有：

式中，表示幅值扰动，表示相位扰动；

(2)将输入输出信号进行动态相量分解，推导输入扰动情况下输出信号动态相量的任意次谐波分量的通用表达式；

驱动信号d₁(t)、d₄(t)均为周期函数，用三角函数形式可以描述为：

其中，D₁、D₄为直流分量，等式右边第二项为各非0次谐波分量的总和；

Θ(t)为驱动信号d₁(t)和d₄(t)之间的移相角稳态值；

将负数次的谐波分量取绝对值，由此可以得到d₁(t)和d₄(t)的第n次相量稳态值为：

同理将移相指令值c[k]分解为任意次谐波叠加的形式：

其中，为输出移相角指令值扰动量，为扰动的第l次谐波分量幅值；Θ为移相指令值c[k]的稳态值；ω_p为输出移相角指令值扰动量的基波频率；t为三角函数时间自变量；

定义合成相量：

将(3)和(4)代入(7)得到合成相量n次谐波分量的小信号扰动通用表达式：

(3)列写输出信号的时域表达式，对其进行广义动态相量分解，保留其主导谐波成分，忽略其他谐波分量；

驱动信号的时域表达式：

式中，T_s为开关周期，k为任意非负整数；c[k]为移相指令瞬时值；t为时间自变量；

将和进行广义动态相量分解，同时考虑在频率nω_s±lω_p处的分量：

式中，和分别为和d₄(t)的第nω_s±ω_p次相量；n为整数；ω_s为驱动信号d₁(t)、d₄(t)的基波频率；l为整数；ω_p为输出移相角指令值扰动量的基波频率；

保留主导谐波成分，忽略其他谐波分量，式(11)、(12)可写成如下形式：

结合式(9)和(10)推导得到：

其中，分别为驱动信号d_1(t)和d_4(t)向量的第n次分量稳态值，M为正整数；

(4)对输出信号动态相量进行小信号扰动及一阶泰勒级数展开，写成通用表达式形式，得到移相调制器指令值与移相角之间的小信号传递函数。

2.根据权利要求1所述的基于动态相量法的数字移相调制器小信号建模方法，其特征在于：所述步骤(4)具体包括：

按(13)、(14)分解，做一阶泰勒级数展开，化简成(17)的通用表达式形式：

其中，延时时间为：

对比式(8)和式(17)可知合成相量在指令值扰动下产生的幅值扰动为0，相位扰动为：

由式(19)可得数字移相调制器的小信号模型；

其中，s为拉普拉斯变换中的复变量。