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黑船 · 10月8日

锁相环PLL的研究学习

导读:载永磁无感控制中,锁相环PLL的作用是将观测器得到的反电势或者估计角度转换成估计转速和位置。对锁相环PLL原理的学习和PI参数的整定是永磁无感中的重要一个环节。

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一、锁相环PLL

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图1 锁相环结构控制框图

锁相环包括鉴相器(Phase detector, PD)、环路滤波器(Loop filter, LF) 和压控振荡器(Voltage-controlled oscillator, VCO)三个部分,各部分结构和参数直接影响PLL的稳、动态性能。

PD:就是判断输入信号和输出信号的相位和频率是否一致;
LF:一般为低通滤波器,就是过滤掉频率远超过输入信号的部分;
VCO:调节输出信号跟上输入信号。

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图2 PLL控制等效框图

注:PLL的优点是将估算的问题转移到两个角度相减的问题上,削弱了磁链的影响。另外转速和位置不是直接由微分积分得到,而是形成了闭环,确保估算精度。

二、锁相环PLL的PI参数整定

锁相环PLL的PI参数一般是根据传递函数进行计算获得的。首先推导出传函:

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根据几点配置方法,为计算方便,并获得较好的性能,将两个极点配置在实轴上的同一点处,得到PI参数:

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式中C为位于左半平面极点的绝对值。

三、仿真验证

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从图4和5可知,锁相环PLL估计的位置和转速的波形变化根据参考值设定进行变化。

作者:浅谈电机控制
来源:浅谈电机控制

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