[发明专利]一种控制环路性能指标测量方法

权利要求书

1.一种控制环路性能指标测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)注入小信号

往被测控制环路中注入一个频率可变的正弦波小信号(x_p(jω_est))；根据正弦波小信号(x_p(jω_est))的幅值(|x_p(jω_est)|)和角频率(ω_est)，可得到注入信号(x_p)的表达式为x_p＝|x_p(jω_est)|sin(ω_estt)；

(2)提取检测信号

在控制环路的信号注入点的左右两侧设置有检测信号接口，分别用于实时检测信号注入点左侧检测信号(x_in(jω_est))与右侧检测信号(x_out(jω_est))；左侧检测信号(x_in(jω_est))与右侧检测信号(x_out(jω_est))分别通过SOGI提取出此时检测信号中在当前角频率(ω_est)下的左侧正弦信号(x_in)与右侧正弦信号(x_out)的实部和虚部；利用得到左侧正弦信号(x_in)与右侧正弦信号(x_out)的幅值与相角；

(3)动态寻频

控制环路开环传递函数(T)与横坐标的交点(ω_c)就是对应的截止频率；由于T(jω_est)＝-x_out(jω_est)/x_in(jω_est)，即在角频率(ω_est)下，|T|＝|x_out|/|x_in|，将步骤(2)中得到左侧正弦信号(x_in)与右侧正弦信号(x_out)的幅值代入到该公式中，当|T|＝1时，即|x_out(jω_est)|＝|x_in(jω_est)|时，当前角频率(ω_est)即为控制环路的截止频率(ω_c)；截止频率(ω_c)即为控制环路的带宽；

当|T|≠1，则在当前角频率(ω_est)下，将|x_out(jω_est)|减去|x_in(jω_est)|得到的值经过一个PI调节器，得到注入信号(x_p)的新的频率的值，再将其乘2π得到新的角频率将新的角频率经过一个积分环节得到ω¹_estt；根据ω¹_estt，将注入信号(x_p)中的sin(ω_estt)调整为sin(ω¹_estt)，继续执行步骤(2)的提取检测信号过程，并将在新的角频率下的左侧正弦信号(x_in)与右侧正弦信号(x_out)的幅值代入|T|＝|x_out|/|x_in|，若此时仍然|T|≠1，不断重复上述过程，不断调整角频率，直至|T|＝1，实现动态寻频；

(4)相角裕度计算

根据步骤(3)得到的截止频率(ω_c)以及对应角频率下的左侧正弦信号(x_in)与右侧正弦信号(x_out)的相角，将其代入公式PM＝∠x_out(jω_est)-∠x_out(jω_est)，得到被测控制环路的相角裕度。