本申请属于锁相环，尤其涉及一种单相锁相环控制方法和装置。
背景技术：
1、锁相环技术能够快速准确地获取电网电压的实时相位和频率信息，是保证微电网系统安全、可靠并网的关键，因此，在电力系统中被广泛应用。根据使用场景，锁相环可以分为：三相锁相环和单相锁相环。在三相对称电网中，相位信息的获取相对容易，因为三相电压可以通过同步坐标系变换形成两个包含幅值和相位信息的正交电压信号，通过简单计算就可以完成锁相功能。然而，在单相并网系统中，由于只有包含幅值和相位两个未知量的单个电压向量输入，因此，无法通过旋转坐标系变换构建方程组。
2、目前，单相锁相环一般的解决方法是利用正交信号发生器生成一个和电网电压正交的参考信号，进而仿照三相系统锁相算法构造二元方程组来求取单相电压的幅值和相位信息。例如：对输入信号进行延时处理从而产生一个移相90°的正交信号，然而，这种方法存在动态响应慢的问题，不具备对噪声和高次谐波的抑制能力。另外，还有一些处理方法，例如：hilbert变换、反派克变换、二阶广义积分器sogi等。其中，sogi的应用非常普遍，sogi与pll结合形成的基于二阶广义积分器的锁相环sogi-pll被广泛应用于单相系统实时相位的同步中。然而，一旦电网频率发生突变，sogi输出的一对电压信号虽然仍是正交关系，但不能满足幅值相等的条件，这就会导致在后续的锁相运算中产生巨大的偏差，无法达到输入信号和输出信号的精准同步。
3、针对单相锁相环所存在的无法达到输入信号和输出信号的精准同步的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本申请目的在于提供一种单相锁相环控制方法和装置，可以实现单相锁相环输入信号和输出信号的精准同步。
2、本申请提供一种单相锁相环控制方法和装置是这样实现的：
3、一种单相锁相环控制方法，所述方法包括：
4、获取锁相环的输入信号；
5、对所述输入信号进行归一化处理，得到归一化后的输入信号；
6、建立目标处理函数；
7、基于所述归一化后的输入信号和所述目标处理函数，求解得到目标信号的角频率；
8、根据所述目标信号的角频率得到所述目标信号的幅值和相位；
9、将所述目标信号的角频率、幅值和相位作为所述锁相环的输出信号的角频率、幅值和相位。
10、在一个实施方式中，根据所述目标信号的角频率得到所述目标信号的幅值，包括：
11、按照如下公式确定所述目标信号的幅值：
12、
13、其中，ym1表示所述目标信号的幅值，y1＝y，y2＝y′+k1δy，其中，y1和y2的幅度相等，相位相差90°，ω为所述目标信号的角频率，δy＝y-y0为跟踪误差，y0为所述锁相环归一化后的输入信号，y为所述锁相环的输出信号，k1表示输出信号的跟踪调节系数。
14、在一个实施方式中，对所述输入信号进行归一化处理，得到归一化后的输入信号，包括：
15、按照如下公式对所述输入信号进行归一化处理：
16、
17、其中，y0表示归一化后的输入信号，y原表示所述锁相环的输入信号，ym1_base为基准值，ym1_base＝ym1+yb，其中，ym1为所述锁相环的输入信号的幅值，yb为随着时间衰减的调整量，其中：
18、
19、其中，t表示时间，t表示衰减时间常数，令e-4≈0，yb在一个周期内衰减到零。
20、在一个实施方式中，所述目标处理函数表示为：
21、
22、其中，其中，δy＝y-y0为跟踪误差，y0为所述锁相环归一化后的输入信号，y为所述锁相环的输出信号，ω0为输入信号的角频率，为跟踪角频率的平方与输入信号的角频率平方之差，ω2＝ω2,ω为所述目标信号的角频率，k2为角频率的调节系数。
23、在一个实施方式中，基于所述归一化后的输入信号和所述目标处理函数，求解得到目标信号的角频率，包括：
24、对所述目标处理函数进行求导处理，得到
25、
26、令y1＝y，y2＝y′+k1δy；
27、将ω2y+y”＝-k1δy'转换为ω'2＝k2(δy'y+δyy')-k2δyy'＝k2(δyy)'-k2δyy'；
28、其中，y′＝y2-k1δy；
29、定义ω2_1＝ω2-k2(δyy)，则ω'2_1＝-k2δyy'，ω2＝ω2_1+k2(δyy)
30、按照如下公式确定所述目标信号的角频率。
31、在一个实施方式中，在令y1＝y，y2＝y′+k1δy之后，还包括：
32、得到状态方程：
33、
34、在将ω2y+y”＝-k1δy'转换为ω'2＝k2(δy'y+δyy')-k2δyy'＝k2(δyy)'-k2δyy'之后，还包括；
35、对δyy′按照如下公式进行限幅：
36、
37、其中，k3为最大角频率调节系数，ωmax为最大角频率。
38、一种单相锁相环控制装置，包括：
39、获取模块，用于获取锁相环的输入信号；
40、归一化模块，用于对所述输入信号进行归一化处理，得到归一化后的输入信号；
41、建立模块，用于建立目标处理函数；
42、求解模块，用于基于所述归一化后的输入信号和所述目标处理函数，求解得到目标信号的角频率；
43、确定模块，用于根据所述目标信号的角频率得到所述目标信号的幅值和相位；
44、生成模块，用于将所述目标信号的角频率、幅值和相位作为所述锁相环的输出信号的角频率、幅值和相位。
45、一种电子设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现上述方法的步骤。
46、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
47、一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
48、本申请提供的单相锁相环控制方法和装置，先对输入信号进行归一化处理，使得输入信号的幅值保持在1附近的范围内，然后，依据输入信号与输出信号两者同步时任取两点距离为零，定义目标处理函数，利用目标处理函数的稳定性定理，得到稳定性条件，需满足角频率差的收敛，为求解角频率，得到了幅度和角频率的跟踪，求解出角频率，再通过反三角函数运算得到了最终的相位，实现了输出信号与输入信号的精准同步。通过上述方式解决了现有的单相锁相环所存在的无法达到输入信号和输出信号的精准同步的技术问题，达到了单相锁相环中输入信号和输出信号的精准同步的技术效果。
1.一种单相锁相环控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标信号的角频率得到所述目标信号的幅值，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述输入信号进行归一化处理，得到归一化后的输入信号，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标处理函数表示为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述归一化后的输入信号和所述目标处理函数，求解得到目标信号的角频率，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
7.一种单相锁相环控制装置，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述指令时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
