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基于PROFIBUS开发的FTU及同步采样方法的研究(2)

2017-08-12 05:52

Δφ=φ2-φ1

ΔT=Tk3·Δφ/2π

Tk 1=Tk ΔT

式中，ΔT为采样周期修正量，Tk 1为下一个采样周期。若采样点取为N个，则信号的周期T=N×Tk 1，于是可计算出信号的频率为：

f=1/(N×Tk 1)

同步采样流程如图2所示。

表1为该方法的仿真数据。数据表明这种方法可以在一到两次修正后快速地跟踪信号的频率变化，达到同步采样的目的。此种方法的优点是硬件结构简单，不需要复杂的锁相或测频电路；同时计算简单快速，存储容量小；而且因为FFT具有滤波特性，在信号较大的畸变或者强噪声时，可以克服寻找过零点时的误差问题。这种方法的缺点是每次补偿需要两个周期，且只有存在偏差时才能进行修正，有一定的滞后，当频率变化较大或者变化频率时，会造成一定的误差。但在实际的电网中，电网容量一般较大，频率变化缓慢，若被测电源系统频率变化率为每秒0.125Hz，即每秒0.25%，则每两周期的变化只有0.0025/25=0.0001。从仿真数据第10行可看出，基波的设计误差小于0.01%，二次谐波计算误差为0.12%，所以此种同步测量方法完全可以满足实际要求。

表1 仿真数据

行 号修正次数信号频/率样品函数频率基波计算值（实际值=1000)二次谐波计算值（实际值=100）计算值相对误差（%）计算值相对误差（%）1未修正0.900000944.183475.58142.6734042.67210.9965361000.998960.10104.183064.18320.9999751000.007870.00100.030160.03431.0000001002.904790.