[发明专利]一种基于PID控制算法的主从设备间的时钟同步方法

权利要求书

1.一种基于PID控制算法的主从设备间的同步方法，包括有且仅有一台主设备和若干台从设备，主设备安装有主时钟，每台从设备安装有从时钟，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：按公式①计算出从设备与主设备之间采用1588v2协议确定从时钟与主时钟之间的时钟偏差E(m)，E(m)表示采用1588v2协议计算出第m次确定从时钟与主时钟之间的基准时钟偏差：

E(m)＝[(t2-t1)+(t3-t4)]/2 ------①

式中，t1表示从设备向主设备发送同步请求的发送时刻，t2表示主设备接收到同步请求的接收时刻，t3表示向从设备发送的同步请求回应报文的发送时刻，同步请求回应报文携带有t2和t3，t4表示从设备接收到同步请求回应报文的接收时刻；

步骤2：从设备初始化后，按公式②计算出从设备与主设备的当前时刻下的第k次时钟偏差e(k)：

e(k)＝E(k+1)-E(1) ------②

式中，E(1)和E(k+1)也即是公式①中m分别取1和k+1时的基准时钟偏差的取值；

步骤3：按公式③计算出当前时刻下第k次用于调节PWM占空比的调节控制量u(k)：

式中，K₁、K₂和K₃为权重系数，为常数，

根据调节控制量u(k)调整第k次所对应的当前时刻下的PWM信号的占空比，从而调节从设备的从时钟的频率，使得从时钟的频率与主时钟的频率保持同步，从而实现主从设备间的时钟同步，

其中，调节控制量u(k)输入从设备的压控晶振，以调节压控晶振输出的频率，压紧晶振输出的频率作为从时钟的频率。

2.根据权利要求1所述的基于PID控制算法的主从设备间的同步方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于PID控制算法的主从设备间的同步方法，其特征在于，时刻t1和t4是从时钟根据从设备内压控晶振输出的频率计数得到的计数值，时刻t2和t3是主时钟根据主设备内压控晶振输出的频率计数得到的计数值。

4.根据权利要求3所述的基于PID控制算法的主从设备间的同步方法，其特征在于，所述时刻t1和t4是从时钟根据从设备内压控晶振输出的频率计数得到的计数值，时刻t2和t3是主时钟根据主设备内压控晶振输出的频率计数得到的计数值，其具体实现包括：

主时钟输出P％占空比的PWM信号，P为正整数，PWM信号经滤波器转换为电压信号，电压信号输入给压控晶振以控制压控晶振的输出频率MCLK，该输出频率MCLK进行计数得到的计数值作为主时钟和从时钟的时间戳，该时间戳对应t2和t3，

从时钟输出P％占空比的PWM信号，PWM信号经滤波器转换为电压信号，电压信号输入给压控晶振以控制压控晶振的输出频率MCLK，该输出频率MCLK进行计数得到的计数值作为从时钟的时间戳，该时间戳对应t1和t4。

5.根据权利要求4所述的基于PID控制算法的主从设备间的同步方法，其特征在于，P＝50。