Einzel - und dreiphasig gleitender Mittelfilter PLLs: Digitalregler-Designrezept Naji Rajai Nasri Ama. . . Wilson Komatsu Lourenco Matakas Junior EPUSP Escola Politecnica da Universidade de Sao Paulo, Av. Prof. Luciano Gualberto, travessa 3, 158, So Paulo, SP 05508-010, Brasilien Empfangen am 31. März 2014. Überarbeitet am 23. Juni 2014. Akzeptiert am 25. Juni 2014. Verfügbar online 15. Juli 2014. Highlights Dieses Papier stellt eine einfache Controller-Design-Methode für Eine PLL mit gleitendem Durchschnittsfilter. Angemessene Gestaltung einer PLL mit einfacher Struktur kann hervorragende Leistung verleihen. PLL-Setzzeiten sind schneller als die in der Literatur vorgestellten. Diese PLL bietet eine hohe Dämpfung für die Gitteroberschwingungen. Die variable gleitende durchschnittliche Fensterversion der vorgeschlagenen PLL verfolgt schnell die Netzfrequenzvariationen. Diese Arbeit schlägt eine einfache und einfach zu bedienende Design-Rezept für die Proportional-Integral-Digital-Controller einer Phase Locked Loop mit gleitenden durchschnittlichen Filter und Multiplikator Typ Phasendetektor. Basierend auf schnellen Controllern, die in diesem Papier für die häufigsten Situationen (5060 Hz Gitterfrequenz, Einzel - und Dreiphasensysteme, Vorhandensein von ungeraden und geraden Oberschwingungen) vorgestellt wurden, werden die neuen proportionalintegralen Reglerparameter mit Hilfe von analytischen Formeln für neue Betriebsbedingungen (Eingangsamplitude) erhalten Und Abtastfrequenz). Die neuen Reglerparameter, die mit dieser Methode erhalten werden, vermeiden Test - und Fehlerprozeduren und behalten die gleiche PLL-Transienten - und Steady-State-Performance des ursprünglichen Designs bei. Simulation und experimentelle Ergebnisse bestätigen das vorgeschlagene Designrezept. Der Vergleich mit den jüngsten Ergebnissen in der Literatur bestätigt, dass die vorgeschlagene Designrezept-Methode eine schnellere transiente Reaktion und eine gute stationäre Leistungsfähigkeit bereitstellt. Software PLL Synchronisation Variable Fenster gleitend Durchschnitt Filter AC Systeme Verteilte Generation Netzverbinder Tabelle 1. Abb. 2. Abb. 3. Abb. 4. Abb. 5. Tabelle 3. Abb. 6.Frequenzantwort des laufenden Mittelfilters Der Frequenzgang eines LTI-Systems ist der DTFT der Impulsantwort, die Impulsantwort eines L-Sample-Gleitdurchschnitts ist Da der gleitende Durchschnittsfilter FIR ist, reduziert sich der Frequenzgang auf den Finiten Sum Wir können die sehr nützliche Identität verwenden, um den Frequenzgang zu schreiben, wo wir ae minus jomega gelassen haben. N 0 und M L minus 1. Wir können an der Größe dieser Funktion interessiert sein, um zu bestimmen, welche Frequenzen durch den Filter ungedämpft und die abgeschwächt werden. Unten ist eine Darstellung der Größe dieser Funktion für L 4 (rot), 8 (grün) und 16 (blau). Die horizontale Achse reicht von null bis pi Radiant pro Probe. Beachten Sie, dass in allen drei Fällen der Frequenzgang eine Tiefpasscharakteristik aufweist. Eine konstante Komponente (Nullfrequenz) im Eingang geht durch den Filter ungedämpft. Bestimmte höhere Frequenzen wie pi 2 werden durch den Filter vollständig eliminiert. Allerdings, wenn die Absicht war, einen Tiefpassfilter zu entwerfen, dann haben wir nicht sehr gut gemacht. Einige der höheren Frequenzen werden nur um einen Faktor von etwa 110 (für den 16 Punkt gleitenden Durchschnitt) oder 13 (für den vier Punkt gleitenden Durchschnitt) gedämpft. Wir können viel besser machen. Die obige Auftragung wurde durch den folgenden Matlab-Code erstellt: Omega 0: pi400: pi H4 (14) (1-exp (-iomega4)) (1-exp (-iomega)) H8 (18) (1-exp (- (1-exp (-iomega)) (1-exp (-iomega)) (1-exp (-iomega)) (1-exp (-iomega)) (1-exp (-Iomega) H16)) Achse (0, pi, 0, 1) Copyright-Kopie 2000- - Universität von Kalifornien, BerkeleyDokumentation y Filter (b, a, x) filtert die Eingangsdaten x mit einer rationalen Übertragungsfunktion, die durch die Zähler - und Nennerkoeffizienten b definiert ist und ein . Wenn a (1) nicht gleich 1 ist, dann werden die Filterkoeffizienten durch a (1) normalisiert. Daher muss ein (1) ungleich Null sein. Wenn x ein Vektor ist, dann filtert das Filter die gefilterten Daten als Vektor mit der gleichen Größe wie x zurück. Wenn x eine Matrix ist, dann wirkt das Filter entlang der ersten Dimension und gibt die gefilterten Daten für jede Spalte zurück. Wenn x ein mehrdimensionales Array ist, dann wirkt das Filter entlang der ersten Array-Dimension, deren Größe nicht gleich 1 ist. Y-Filter (b, a, x, zi) verwendet die Anfangsbedingungen zi für die Filterverzögerungen. Die Länge von zi muss gleich max (Länge (a), Länge (b)) - 1 sein. Y-Filter (b, a, x, zi, dim) wirkt entlang der Dimension dim. Wenn z. B. x eine Matrix ist, gibt das Filter (b, a, x, zi, 2) die gefilterten Daten für jede Zeile zurück. Y, zf filter () gibt auch die endgültigen Bedingungen zf der Filterverzögerungen mit einer der vorherigen Syntaxen zurück. Rational-Transfer-Funktion Die Input-Output-Beschreibung der Filteroperation auf einem Vektor in der Z-Transformationsdomäne ist eine rationale Übertragungsfunktion. Eine rationale Übertragungsfunktion hat die Form Y (z) b (1) b (2) z x2212 1. B (n b 1) z x 2212 n b 1 a (2) z x 2212 1 A (n a 1) z x 2212 n a X (z). Die sowohl FIR - als auch IIR-Filter verarbeitet 1. n a ist die Rückkopplungsfilter-Reihenfolge und n b ist die Feedforward-Filter-Reihenfolge. Sie können auch die rationale Übertragungsfunktion als die folgende Differenzengleichung a (1) y (n) b (1) x (n) b (2) x (n x 2212 1) ausdrücken. B (n b 1) x (n x 2212 n b) x 2212 a (2) y (n x 2212 1) x 2212. X2212 a (n a 1) y (n x 2212 n a). Darüber hinaus können Sie die rationale Übertragungsfunktion mit ihrer direkten Form II transponierten Implementierung darstellen, wie im folgenden Diagramm. Wegen der Normalisierung nehmen wir an (1) 1 an. Der Prozeß des Filters an der Probe m ist gegeben durch die Zeitbereichsdifferenzgleichungen y (m) b (1) x (m) z 1 (m x 2212 1) z 1 (m) b (2) x (m) z 2 ( m x2212 1) x2212 A (2) y (m) x00A0x00A0 x22EE x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0 x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0 x22EE x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0x00A0 x22EE zn x2212 2 (m) b (n x2212 1) x (m) zn x2212 1 (m x2212 1) x2212 eine (n x2212 1 ) Y (m) zn x 2212 1 (m) b (n) x (m) x 2212 a (n) y (m). Wenn du die Signalverarbeitung Toolboxx2122 hast, kannst du einen Filter entwerfen, d. Mit designfilt. Dann können Sie Y-Filter (d, X) verwenden, um Ihre Daten zu filtern. Wähle dein Land
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