[发明专利]一种数字正交信号发生器及其频率自适应方法

说明书

本发明公开了一种数字正交信号发生器及其频率自适应方法。本申请在建立数字正交信号发生器时，直接在z域建立数字正交信号发生器，且在建立数字正交信号发生器的参数时，使其参数与系统输入信号的频率具有一一对应关系，以实现当输入信号的频率发生变化时，只需在线更新数字正交信号发生器的参数即可，因此本申请的数字正交信号发生器的参数可实现对输入信号频率变化的自适应，从而扩大了其应用范围。

技术领域

本发明涉及正交信号发生器领域，特别是涉及一种数字正交信号发生器及其频率自适应方法。

背景技术

为了实现单相数字PLL(Phase Locked Loop，锁相环)算法，或者为了获取三相市电正、负序电压分量，需获取系统输入信号对应的正交分量。目前，通常采用基于SOGI(Second Order Generalized Integrator，二阶广义积分)的数字正交信号发生器获取系统输入信号对应的正交分量。

现有技术中，基于SOGI的数字正交信号发生器是由基于SOGI的模拟正交信号发生器转换而来。请参照图1，图1为现有技术中的一种基于SOGI的模拟正交信号发生器的结构示意图，其输出两个相互正交的正弦信号v'与qv'，v'与输入信号v同幅同相。已知SOGI的数学模型为：则基于SOGI的模拟正交信号发生器的闭环传函为：其中，ω为输入信号的角速度；k为增益，影响闭环系统的带宽。为了将模拟正交信号发生器(s域)转换成等效的数字正交信号发生器(z域)，通常采用前向差分法或后向差分法或双线性变换法实现s域向z域转换，其中，T_s为采样频率。但是，s域向z域转换时涉及系统输入信号的频率，导致此数字正交信号发生器的参数难以实现对输入信号频率变化的自适应，从而限缩了其应用范围。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字正交信号发生器及其频率自适应方法，数字正交信号发生器的参数可实现对输入信号频率变化的自适应，从而扩大了其应用范围。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种数字正交信号发生器的频率自适应方法，包括：

预先确定与系统输入信号的频率具有一一对应关系的参数；

在将所述参数作为数字正交信号发生器的自变量的约束条件下，在z域直接建立用于获取所述输入信号对应的正交分量的所述数字正交信号发生器；

在所述数字正交信号发生器使用的过程中，当所述输入信号的当前频率发生变化时，根据频率与参数的一一对应关系确定改变后的信号频率对应的目标参数，并根据所述目标参数更新所述数字正交信号发生器的当前参数。

优选地，所述预先确定与系统输入信号的频率具有一一对应关系的参数的过程，包括：

预先确定与系统输入信号的频率f具有一一对应关系的参数ω₀，其中，

ω₀＝2πf，ω₀为所述输入信号的角速度。

优选地，所述在将所述参数作为数字正交信号发生器的自变量的约束条件下，在z域直接建立用于获取所述输入信号对应的正交分量的所述数字正交信号发生器的过程，包括：

将参数ω₀确定为数字正交信号发生器的自变量，并基于参数ω₀建立所述数字正交信号发生器的自适应参数cos(ω₀T_s)和sin(ω₀T_s)；其中，T_s为采样频率；