基于分数阶滤波器的三相锁相环技术

摘要

采用复数滤波器(CCF)研究电网同步锁相技术是目前比较流行的方法.为进一步提高锁相环(PLL)的动态性能,利用分数阶控制可以改善系统动态品质这一特性,提出一种将CCF-PLL改为分数阶滤波器(FOF)的PLL算法.设计的前级多重FOF结构会在电网基波正负序(FPC/FNC)及各次谐波处产生谐振尖峰,通过闭环控制,可以精确分离出FPC、FNC和谐波,从而使后级的同步旋转坐标系PLL提取出纯净的频率、相位等信息.为分析所提PLL的动态特性,推导了其线性化数学模型,并在此基础上对系统进行设计,确定其相关参数.研究发现,在相同开环截止频率下,提出的PLL比CCF-PLL具备更优异的动态性能.最后,通过Matlab/Simulink仿真和相关实验验证了该PLL的正确性和良好的动态品质.