PLL

确定信号的频率和基波分量相位角

库

Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Control

描述

PLL 模块对锁相环 (PLL) 闭环控制系统进行建模，该系统通过使用内部频率振荡器来跟踪正弦信号的频率和相位。该控制系统调整内部振荡器频率，以将相位差保持在 0。

该图显示了 PLL 的内部结构图。

输入信号与内部振荡器信号混合。混合信号的直流分量（与这两个信号之间的相位差成正比）通过一个可变频率平均值提取。一个带有可选自动增益控制 (AGC) 的比例-积分-微分 (PID) 控制器通过作用于受控振荡器将相位差保持在 0。与角速度对应的 PID 输出经过滤波并转换为以赫兹为单位的频率，供平均值计算使用。

参数

最小频率 (Hz)

指定输入信号的预期最小频率。此参数设置模块内部用于计算平均值的均值（可变频率）模块的缓冲区大小。默认值为 45。

初始输入 [ 相位 (度), 频率 (Hz) ]

指定输入信号的初始相位和频率。默认值为 [0, 60]。

调节器增益 [ Kp, Ki, Kd ]

指定内部 PID 控制器的比例、积分和微分增益。使用这些增益来调整 PLL 的响应时间、超调和稳态误差性能。默认值为 [180, 3200, 1]。

微分作用时间常数 (s)

指定 PID 微分模块一阶滤波器的时间常数。默认值为 1e-4。

频率最大变化率 (Hz/s)

指定信号频率的最大正斜率和负斜率。默认值为 12。

频率测量滤波器截止频率 (Hz)

指定二阶低通滤波器的截止频率。默认值为 25。

采样时间

指定模块的采样时间，单位为秒。设置为 0 以实现连续模块。默认值为 0。

启用自动增益控制

选中此复选框时，PLL 模块会根据输入信号幅度缩放 PID 调节器信号，从而优化其性能。当输入信号未归一化时，请选择此选项。默认已选中。

输入和输出

In

归一化的输入信号，单位为 pu。

Freq

测量到的频率，单位为赫兹。

wt

角度（弧度），在 0 到 2*pi 之间变化，与输入信号基波的过零点（上升沿）同步。

特性

特性	描述
采样时间	在 采样时间 参数中指定。当 采样时间 = 0 时为连续。
标量扩展	否
维度化	否
过零检测	是

示例

power_PLL 示例展示了 PLL (3ph) 和 PLL 模块的使用。

PLL 模块由一个 60 Hz 的正弦信号馈电，该信号从 0.5 秒到 1.5 秒增加到 61 Hz。请注意，频率在很短的响应时间内达到新的频率。

PLL (3ph) 模块由三相正弦信号馈电，该信号在 0.5 到 1.5 秒之间从 60 Hz 增加到 61 Hz。由于额外的相位信息，PLL (3ph) 频率比 PLL 更快地达到新的频率。

模型采样时间由变量 Ts 参数化（默认值为 0）。要离散化 PLL 模块，请在 MATLAB® 命令提示符下输入

Ts = 50e-6

版本历史记录

。

模型采样时间由变量 Ts 参数化（默认值为 0）。要离散化 PLL 模块，请在 MATLAB® 命令提示符下输入

Ts = 50e-6

版本历史记录

R2013a 中推出