基于单片机的UPS数字化锁相技术

文章摘要： 在数字控制中，由文献[3]可知，数控振荡器的z域传递函数为： (3) 式中ω——输入电压角频率 z-1——延时一个采样周期 ——积分环节，相当于模拟锁相环s域的传递函数1/s T——锁相环的采样周期，T=2π/ω 针对环路各部分环节，系统的闭环传递函数为： (4) 式中K1——比例环节P参数 K2——积分环节I参

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在数字控制中，由文献[3]可知，数控振荡器的z域传递函数为：                                                   (3)

式中ω——输入电压角频率

        z-1——延时一个采样周期

         ——积分环节，相当于模拟锁相环s域的传递函数1/s

   T——锁相环的采样周期，T=2π/ω

针对环路各部分环节，系统的闭环传递函数为：                                                     (4)  

式中K1——比例环节P参数          

        K2——积分环节I参数

特征方程为：

z2+(K1+K2-2)z+(1-K1)=0(5)

根据离散系统奈奎斯特判据，环路稳定的充分必要条件是闭环传递函数特征方程的特征根全部位于z平面的单位圆内，解得环路的稳定条件为K1> 0;K2>0；2K1+K2<4。由此可确定P和I的参数值。

2.4 数字锁相程序

程序上安排单片机的两个捕获中断程序及周期中断程序，以完成检测和计算任务。

(1)逆变输出电压捕获中断程序  该程序的任务是实现逆变器的输出电压过零点的检测及时刻的读取。当CAP口捕获到逆变器的输出电压对应的方波上升沿时，进入CAP中断程序，读取TACH1的值，并赋给ophs，它代表了逆变器输出电压的相位值。

(2)旁路电压捕获中断程序   该程序的任务是实现旁路电压过零点的检测及时刻的读取，并且计算相差作为PI调节，得出载波周期的总调节量。当CAP口捕获到旁路电压对应的方波上升沿时，进入CAP中断程序，读取TACH0的值，并赋给Kx，它代表了旁路电压的相位值。

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