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基于LabVIEW FPGA的三相锁相环设计与实现

  • 资源大小:239 K
  • 上传时间: 2022-02-18
  • 上传用户:XuVshu
  • 资源积分:2 下载积分
  • 标      签: labview fpga

资 源 简 介

基于LabVIEWFPGA的三相锁相环设计与实现


摘要:针对传统 FPGA 模式开发的锁相环在实时人机交互方面的不足,设 计 了 基 于 LabVIEW FPGA 技术的三相锁相环;方 案 以 sbRIO-9631模块为硬件平台,利用 LabVIEW 编程控制 FPGA 逻辑,在 FPGA 中分三级流水线实现了基于dq变换的锁相环算法,并通 过 FIFO 实时上传采集信号、锁定相位至 PC机,最后在 PC机上实现对锁相环性能分析、PI参数调控和

1 三相锁相环模型 三相锁相环是基于静止坐标变换和旋转坐标变换 (dq变 换)的矢量变换实现的 VCO 反馈控制。基于dq变换的改进型 锁相环模型,在dq变换的基础上提取正序分量进行 VCO 反馈 控制,以抑制电压不 平 衡 的 扰 动[4-5],如 图1所示。三相 信 号 首先经过静止坐标变换到aβ坐标系μa、μβ,然后经过 T/4延时 单元和计算单元计算出三相信号的正序分量变换到aβ坐 标 系 上的μap 、μβp ,此时μap 、μβp 是不带电压畸变干扰的分量,对 其进行旋转坐标变换得到μd、μq。 uq =k*sin(ωt-ω0t) (1)   μq 的表达如式 (1)所 示,k为与输入电压有关的数,w、 w0 分别为输入信号角频率和锁定信号角频率。当μq 由交流变 量变为直流分量时,w=w0,锁 相环完 成 鉴 相,经 过 VCO 控 制最终锁定相位θ。 2 方案设计 系统方案如图2所示,包括三相信号的输入、信号锁相和 实时调控3个部分。其中信号采集和锁相处理在sbRIO-9631 模块 实现,利 用sbRIO-9631高速运行的特点,对 三 相信 号 进行采集、锁相和输出;PI参数和θ作为 FPGA 和 PC机的共 享变量实现数据交互,由PC机设置PI参数、

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