[发明专利]飞轮电机锁相环控制系统及方法

摘要

飞轮电机锁相环控制系统及方法，属于锁相环相位误差控制领域。为了解决目前锁相环控制系统中的鉴频鉴相器采用十状态的状态机存在输出的相位误差与相位差不成正比的问题。它包括鉴频鉴相器PFD、环路滤波器LF和等效压控振荡器VCO，所述鉴频鉴相器PFD利用计数器测量参考信号和和反馈信号的绝对相位差，然后根据参考信号和反馈信号频率和相位的不同，状态机进行状态切换，输出校正信号，根据所述校正信号对测量的相位误差进行校正，从而得到鉴相范围为-2π～2π的鉴频鉴相器PFD。它用于调速飞轮系统中。

主权项

飞轮电机锁相环控制系统，其特征在于，所述控制系统包括鉴频鉴相器PFD、环路滤波器LF和等效压控振荡器VCO，环路滤波器LF，用于对鉴频鉴相器PFD输出的相位误差进行滤波；等效压控振荡器VCO，用于将滤波后的相位误差进行功率放大后驱动飞轮电机转动，并检测飞轮电机的转子位置，输出飞轮电机的转速方波信号；所述飞轮电机的转速方波信号作为鉴频鉴相器的反馈信号；所述鉴频鉴相器PFD包括相位误差测量模块和校正模块；相位误差测量模块，用于利用计数器测量0□2π相位内参考信号和反馈信号的相位误差的模块；校正模块，用于根据参考信号和反馈信号频率和相位的不同，状态机进行状态切换，输出校正信号，根据所述校正信号对测量的相位误差进行校正，将相位误差的测量范围扩展至‑2π□2π的模块；用于根据参考信号和反馈信号频率和相位的不同，状态机进行状态切换，输出校正信号的过程为：当参考信号ref的频率小于反馈信号var频率时，状态机处于负向饱和状态，输出校正信号PE＝0；当参考信号ref的频率等于反馈信号var频率时，且参考信号ref相位滞后于反馈信号var时，状态机处于滞后状态，输出校正信号PE＝T；当参考信号ref的频率等于反馈信号var频率时，且参考信号ref相位超前于反馈信号var时，状态机处于超前状态，输出校正信号PE＝Tref+T；当参考信号ref的频率大于反馈信号var频率时，状态机处于正向饱和状态，输出校正信号PE＝2Tref。