[发明专利]一种基于模糊RBF自适应控制的数字锁相环

权利要求书

1.一种基于模糊RBF自适应控制的数字锁相环，其特征在于，包括鉴相器，鉴相器用于检测锁相环输入信号与数控振荡器输出信号之间的相位差，鉴相器输出的相位差信号经过低通滤波器后滤除高频信号，并将低频相位误差信号传输给环路滤波器，以及将低频误差信号和误差信号的变化输入到模糊RBF自适应控制器中，模糊RBF自适应控制器根据这两个输入信号产生比例，积分调节参数，之后将这两个调节参数传递给环路滤波器，环路滤波器对滤波器输出的误差信号进行再一次滤波，并且根据模糊RBF自适应控制器输出的调整参数，在线自适应调整参数，最终环路滤波器输出控制电压，该控制电压输入到数控振荡器后调节数控是振荡器输出频率。

2.根据权利要求1所述的一种基于模糊RBF自适应控制的数字锁相环，其特征在于，所述的数字锁相环的具体工作流程如下：

第一步：

假设鉴相器输入信号为：U_i＝sin(w_it+θ_i(t))；

数控振荡器输出信号为：U_o＝sin(w_ot+θ_o(t))；

以上两个信号经过鉴相器相乘后所得信号为：

其中sin(w_it+w_ot+θ_i(t)+θ_o(t))为和频信号，sin(w_it-w_ot+θ_i(t)-θ_o(t))为差频信号；

假设差频信号为：

e(k)＝sin(w_ik-w_ok+θ_i(k)-θ_o(k))

则差频信号的变化为：

ec(k)＝e(k)-e(k-1)；

鉴相器输出信号经过滤波器后滤除和频信号，并将差频信号e(k)输出到环路滤波器，以及将差频信号e(k)与差频信号的变化ec(k)输入到模糊RBF自适应控制器；

第二步：

对于模糊RBF自适应控制器的第一层为输入层：

该层各个节点直接与输入量的各个分量连接，将输入量传到下一层，每个节点的输入输出表示为：f₁(i)＝x_i；其中：

f₁(i)＝e(k)，f₂(i)＝ec(k)。

模糊RBF自适应控制器第二层为模糊化层采用高斯函数作为隶属函数，c_ij和b_j分别是第i个输入变量第j个模糊几个的隶属函数的均值和标准差；即：

模糊RBF自适应控制器第三层为模糊推理层，实现规则的推理；每个节点的j的输出为该节点所有输入节点所有输入信号的乘积；

式中：N_i为输入层中第i个输入隶属函数的个数，即模糊化层节点数；

模糊RBF自适应控制器第四层为输出层，实现结论推理，输出层为f₄(l)，即：

式中：l为输出层节点个数，W为输出层节点与第三层各节点的连接权值矩阵；

输出层中：f₄(1)＝ΔKp，f₄(2)＝ΔKi；

得到比例系数调节参数：ΔKp，积分系数调节参数：ΔKi后；

环路滤波器中的比例积分系数根据规则：Kp＝Kp+ΔKp，Ki＝Ki+ΔKi在线修改比例、积分系数；

最后环路滤波器输出控制信号控制压控振荡器输出信号频率，以达到跟踪输入信号频率的目的。

3.根据权利要求1所述的一种基于模糊RBF自适应控制的数字锁相环，其特征在于，所述的数控振荡器结构包括相位控制字，相位控制字是用于设置数控振荡器的本振信号频率，假设Pw为数控振荡器的相位控制字，则：

式中：f_clk为系统的采样频率，f_o为数控振荡器的本振频率，Bnco为数控振荡器的相位字宽。