CN109638877B - 一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法，具体为：对电网的三相电压进行采样并进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq，然后对V_gd和V_gq进行平均值滤波，再通过判断电网的初始相位θ所处的象限，将象限分成线性调整区域和非线性调整区域，根据不同区域采用不同的方法来锁相；锁相后，通过观察锁得的相位在允许误差内的时间来判断锁得相位的相序，如果相序正确则证明锁相成功，如果锁相不正确，则通过交换采样得到的三相电的任意两相即可校正相序。本发明实现方法简单，将电网的初始相位根据情况划分成四个象限，根据每个象限的情况分别处理，可以实现快速锁相，并通过锁相后对正负序进行判断区分相序。

Description

一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法

技术领域

本发明属于并网发电技术领域，涉及一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法。

背景技术

随着越来越多的光伏并网发电系统接入电网，电网的电能质量越来越受到人们的重视。光伏并网发电系统要实现无电流冲击可靠电网，必须使经过滤波的逆变器输出电压与电网电压的幅度、相位和频率达到一致，否则将会使谐波电网增加，电能质量下降，并产生并网换流，甚至造成光伏发电系统的损坏。因此在并网过程中必须进行锁相环控制，以满足并网的要求。

典型锁相环由鉴相器、环路滤波器、和压控振荡器三部分组成。锁相环按照实现方式不同主要分成四大类：模拟锁相环、数模混合锁相环、全数字电路锁相环和数字锁相环。目前为止，数字锁相环由于减少了硬件成本，容易修改，而且可以克服一些硬件难以克服的问题，所以成为当今研究的热点。

在目前，热门研究数字锁相环的方法中，具有较大影响力的数字锁相环算法可分为三类：基于过零点检测的PLL算法、基于坐标变换的PLL算法和基于瞬时功率理论的PLL算法；基于过零点检测的PLL算法的优点是算法极其简单；缺点是当电网电压存在谐波或者是采样噪声时，可能出现多个零点，此时无法正确跟踪电网电压相位，而且，由于只有在半个周期或一个周期时刻才能进行相位的处理，所以，系统响应也比较慢；基于坐标变换的PLL算法，通常采用dq同步旋转坐标系来实现数字锁相(dq同步旋转坐标系是通过公式(1)将三相静止坐标系变换过来的)，有的采用αβ两相静止坐标系来实现数字锁相(αβ同步旋转坐标系是通过公式(1)将三相静止坐标系变换过来的)，通过这种方法，在理想电网下，这两种技术都能取得比较好的效果，但是在实际的工程中，理想情况下的控制方法可能不会得到很好的效果；基于瞬时功率理论的PLL算法的优点是响应时间短，对谐波抗扰能力比较好，锁相效果也比较好，但是缺点是程序繁琐，算法比较复杂，在电网频率跃变时，性能比较差。

上述方法虽然能取得比较好的效果，但是，如果想要取得比较好的效果算法程序编写就比较复杂，如果算法简单，那么锁相效果就不太好，而且一般的锁相算法只是锁住了相位，并不能区分相序。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法，实现方法简单，将电网的初始相位根据情况划分成四个象限，根据每个象限的情况分别处理，可以实现快速锁相，并通过锁相后对正负序进行判断，区分相序。

本发明所采用的技术方案是，一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，锁相

对电网的三相电压进行采样，然后将采样得到的三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq，然后对V_gd和V_gq进行平均值滤波，再通过判断电网的初始相位θ所处的象限，包括Ⅰ象限、Ⅱ象限、Ⅲ象限以及Ⅳ象限，将四个象限分成线性调整区域和非线性调整区域，对线性调整区域通过PI控制调节频率来锁相，对非线性调整区域直接通过调相来锁相；

步骤2，锁相判断

经步骤1锁相后，通过观察锁得的相位在允许误差内的时间来判断锁得相位的相序，如果相序正确则证明锁相成功，如果锁相不正确，则通过交换采样得到的三相电的任意两相即可校正相序。

本发明的特征还在于，

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1，对电网的三相电压进行多次采样，然后将每次采样得到的三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq，然后多次采样的V_gd和V_gq分别通过多次累加求平均值进行平均值滤波；

步骤1.2，确定开关频率和电网频率，在上位机上给电网频率设定一个基准频率以及设定锁相后频率允许变化的范围，锁相之前，先读取给定的基准频率，得到要锁住的位置；

步骤1.3，调整相位步长的计算

其中，n指的是正弦表的点数，n＝f_s/f_g，step是基础步长，f_s是开关频率，f_g是电网频率，f_g’是电网允许的最大频率或最小频率；

步骤1.4，划分象限

V_gd>0,V_gq<0为Ⅰ象限，V_gd>0,V_gq>0为Ⅱ象限，V_gd<0,V_gq>0为Ⅲ象限， V_gd<0,V_gq<0为Ⅳ象限，相位在Ⅰ、Ⅱ象限是超前，在Ⅲ、Ⅳ象限是滞后；

步骤1.5，平均值滤波求出锁相之前的相位角或该相位角对应的控制频率f

通过多次采样的累加求平均值得到采样的电网的初始相位θ或者相位θ对应的控制频率f；

步骤1.6，判断相位θ处于线性调整区域和非线性调整区域

(1)若V_gq<0，则相位落在Ⅰ、Ⅳ象限；

若|θ|>a，则该相位落在非线性调整区域；若|θ|<a，则该相位落在线性调整区域；其中，a是一个角度的变量，a>0；

(2)若V_gq>0，则相位落在Ⅱ、Ⅲ象限，则该相位落在非线性调整区域；

步骤1.7，根据步骤1.6的判断进行锁相；

A、非线性调整区域直接通过调相来锁相：

(1)若V_gq<0且|θ|>a，则调节步长的计算方法为：

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；

(2)若V_gq>0且V_gd>0，则相位落在Ⅱ象限，由于此处的相位超前，所以，需要通过减去一个较大相位来调节相位，则调节步长Δ为：

Δ＝-b*step (7)，

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；

(3)若V_gq>0且V_gd<0，则相位落在Ⅲ象限，则调节步长Δ为：

Δ＝b*step (8)，

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；

其中，b是一个数字量，b值根据每次设计的步长而确定；

B、线性调整区域通过PI控制调节频率来锁相：

此时V_gq<0且|θ|<a，求出经过PI控制算法调节之后的频率增量Δf，PI 控制算法的传递函数为：

Δf＝u(k)＝k_p[e(k)-e(k-1)]+k_i*e(k)+u(k-1) (5)

其中，u(k)、u(k-1)是k以及k-1时刻的输出，k_p是比例系数，k_i是积分系数，e(k)、e(k-1)分别是k和k-1时刻的误差；则经调节后锁得的控制频率 f＝f+Δf；

步骤1.8，对经步骤1.7求出的经调节后锁得的相位θ或者经调节后锁得的控制频率f进行还原；

具体为：步骤1.7求出的经调节后锁得的相位θ对应的一串计算机数据用g表示，令g＝g-n*1000，则还原后的锁得的相位θ＝g/1000；

步骤1.7经调节后锁得的控制频率f是经过计算机变换的一串数字，这串数字用e来代替，则经还原后的锁得的控制频率f为：

f＝e*f_s/f_g (6)。

步骤1.1中对三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和 V_gq按照公式(1)计算：

其中，V_gd、V_gq是电网的abc三相电压通过坐标变换到dq同步旋转坐标系的两个电压分量，V_ga、V_gb、V_gc分别为三相电压中A、B、C相的电压，θ是电网的初始相位，ωt是角度，ω是角频率，t是时间，U_m是三相电压的最大值。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1，根据设定的锁相后频率允许变化的范围，判断锁得的相位是否在允许误差内，如果在误差内，则认为锁相成功，为正序，反之，则认为锁相失败，为负序；

步骤2.2，若锁相失败，为了调节相序为正序，交换三相电中的任意两相电，即可校正相序。

步骤2.1具体为：

步骤2.1.1，设置锁相成功计数器和锁相失败计数器，设定锁相成功计数值以及锁相失败计数值，并设定判断时间以及采样时间，待锁相完成后，开始计时；

步骤2.1.2，在设置的判断时间内，每隔一个采样时间进行一次采样，若锁得的相位在一个采样时间内一直在锁相后频率允许变化的范围内，则锁相成功计数器加1；当锁相成功计数器达到某已设定的数值时，即就是在设定的多个采样周期内，锁得相位都在稳定范围内，那么锁相成功；

在设置的判断时间内，每隔一个采样时间进行一次采样，存在任何一次，锁得的相位跑出锁相后频率允许变化的范围，则重新进行采样，同时锁相成功计数器清0且锁相失败计数器加1；

步骤2.1.3，判断锁相成功计数器的值是否大于锁相成功计数值或者判断锁相失败计数器的值是否大于锁相失败计数值；

若锁相成功计数器的值大于锁相成功计数值，则认为在判断时间内锁得的相位一直在锁相后频率允许变化的范围内，则锁相成功，清除所有计数器的值，结束；

若锁相成功计数器的值不大于锁相成功计数值，则重新执行步骤2.1.2，如此循环到得到锁相成功或失败；

若锁相失败计数器的值大于锁相失败计数值，则认为锁相失败，此时清除所有计数器的值，待校正相序；

若锁相失败计数器的值不大于锁相失败计数值，则重新执行步骤2.1.2，如此循环到得到锁相成功或失败。

本发明的有益效果是：

①本发明将电网的初始相位根据情况划分成四个象限，根据每个象限的情况分别处理，可以实现快速锁相；②由于分情况处理，更有针对性，使得锁相更加精确；③程序简洁易懂，有很强的可修改性，如果对精度有要求，减小每步的步长就可以达到；④采用逆向思维对正负序进行判断，通过给定一个相位范围，如果长时间在这个区域，则认为锁相成功是正序，如果在某个时间段内，有任何一次超出范围，计数器清零，重新计数，另一个计数器加1，当超出范围的次数大于某个数以后，认为锁相失败是负序。并通过交换任意两相进行校正，因此，本发明不仅可以锁相，还可以区分正负序。

附图说明

图1是本发明一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法中锁相的算法框图；

图2是本发明一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法中锁相的流程图；

图3是一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法中锁相的四个象限分布图；

图4是本发明一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法中锁相判断的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，锁相，如图1-2所示，

对电网的三相电压进行采样，然后将采样得到的三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq，然后对V_gd和V_gq进行平均值滤波，再通过判断电网的初始相位θ所处的象限，如图3所示，包括Ⅰ象限、Ⅱ象限、Ⅲ象限以及Ⅳ象限，将四个象限分成线性调整区域和非线性调整区域，对线性调整区域通过PI控制调节频率来锁相，对非线性调整区域直接通过调相来锁相；

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1，对电网的三相电压进行多次采样，然后将每次采样得到的三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq，然后多次采样的V_gd和V_gq分别通过多次累加求平均值进行平均值滤波；其中，对三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq按照公式(1)计算：

其中，V_gd、V_gq是电网的abc三相电压通过坐标变换到dq同步旋转坐标系的两个电压分量，V_ga、V_gb、V_gc分别为三相电压中A、B、C相的电压，θ是电网的初始相位，ωt是角度，ω是角频率，t是时间，U_m是三相电压的最大值；

步骤1.2，确定开关频率和电网频率，在上位机上给电网频率设定一个基准频率以及设定锁相后频率允许变化的范围，锁相之前，先读取给定的基准频率，基准频率是50Hz或60Hz，得到要锁住的位置；

步骤1.3，调整相位步长的计算，在不同基准频率、不同开关频率下，调节相位的步长也不一样，为了达到比较好的控制，步长的计算如下：

其中，为了提高计算机的计算精度和准确度，一般通过扩大1000倍进运算，在求出最后的角度以后可以通过除以1000，转化为原来的大小；

其中，n指的是正弦表的点数，n＝f_s/f_g，step是基础步长，f_s是开关频率，f_g是电网频率，f_g’是电网允许的最大频率或最小频率；

一般来说，为了能够很好的锁相，一般实际选择的电网频率的调节范围略微需要比要求电网频率调节范围大一点，为了减少芯片的计算量，可以通过查正弦表来提高运算速度。一般来说，正弦表的点数越多越好，可是，这样会占用内存，对有些精度要求不高的情况下没有太大的必要，所以一般会通过n＝f_s/f_g来确定；

步骤1.4，划分象限，如图3所示，

V_gd>0,V_gq<0为Ⅰ象限，V_gd>0,V_gq>0为Ⅱ象限，V_gd<0,V_gq>0为Ⅲ象限， V_gd<0,V_gq<0为Ⅳ象限，相位在Ⅰ、Ⅱ象限是超前，在Ⅲ、Ⅳ象限是滞后；

步骤1.5，平均值滤波求出锁相之前的相位角或该相位角对应的控制频率f

为了使得采样值更加可靠，降低采样过程中的干扰，然后通过多次累加求平均值得到采样的电网的初始相位θ或者相位θ对应的控制频率f；

步骤1.6，判断相位θ处于线性调整区域和非线性调整区域

(1)若V_gq<0，则相位落在Ⅰ、Ⅳ象限；

若|θ|>a，则该相位落在非线性调整区域；若|θ|<a，则该相位落在线性调整区域；其中，a是一个角度的变量，它的取值依赖是通过工程中的精确度以及正切函数的性质来确定的，a>0；

(2)若V_gq>0，则相位落在Ⅱ、Ⅲ象限，则该相位落在非线性调整区域；

步骤1.7，根据步骤1.6的判断进行锁相；

A、非线性调整区域直接通过调相来锁相：

(1)若V_gq<0且|θ|>a，此时相位θ处于非线性区，相位偏差比较大，可以通过调节相位来进行较大范围的调节，使其能够迅速进入线性区，则调节步长的计算方法为：

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；其中，b是一个数字量，b值的确定可以根据每次设计的步长而确定；

(2)若V_gq>0且V_gd>0，则相位落在Ⅱ象限，由于此处的相位超前，所以，需要通过减去一个较大相位来调节相位，则调节步长Δ为：

Δ＝-b*step (7)，

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；

(3)若V_gq>0且V_gd<0，则相位落在Ⅲ象限，则调节步长Δ为：

Δ＝b*step (8)，

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；

B、线性调整区域通过PI控制调节频率来锁相：

此时V_gq<0且|θ|<a，求出经过PI控制算法调节之后的频率增量Δf，PI 控制算法的传递函数为：

Δf＝u(k)＝k_p[e(k)-e(k-1)]+k_i*e(k)+u(k-1) (5)

其中，u(k)、u(k-1)是k以及k-1时刻的输出，k_p是比例系数，k_i是积分系数，e(k)、e(k-1)分别是k和k-1时刻的误差；则经调节后锁得的控制频率 f＝f+Δf；

步骤1.8，对经步骤1.7求出的经调节后锁得的相位θ或者经调节后锁得的控制频率f进行还原；

具体为：步骤1.7求出的经调节后锁得的相位θ对应的一串计算机数据用g表示，令g＝g-n*1000，则还原后的锁得的相位θ＝g/1000；

步骤1.7经调节后锁得的控制频率f是经过计算机变换的一串数字，这串数字用e来代替，则经还原后的锁得的控制频率f为：

f＝e*f_s/f_g (6)。

步骤2，锁相判断，如图4所示，

经步骤1锁相后，通过观察锁得的相位在允许误差内的时间来判断锁得相位的相序，如果相序正确为正序则证明锁相成功，如果锁相失败，则通过交换采样得到的三相电的任意两相即可校正相序，如a相采样电压和b、c 两相采样电压任意一个交换；

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1，根据设定的锁相后频率允许变化的范围，判断锁得的相位是否在允许误差内，如果在误差内，则认为锁相成功，为正序，反之，则认为锁相失败，为负序；

步骤2.2，若锁相失败，为了调节相序为正序，交换三相电中的任意两相电，即可校正相序。

步骤2.1具体为：

步骤2.1.1，设置锁相成功计数器和锁相失败计数器，设定锁相成功计数值以及锁相失败计数值，并设定判断时间以及采样时间，待锁相完成后，开始计时；

步骤2.1.2，在设置的判断时间内，每隔一个采样时间进行一次采样，若锁得的相位在一个采样时间内一直在锁相后频率允许变化的范围内，则锁相成功计数器加1；当锁相成功计数器达到某已设定的数值时，即就是在设定的多个采样周期内，锁得相位都在稳定范围内，那么锁相成功；

在设置的判断时间内，每隔一个采样时间进行一次采样，存在任何一次，锁得的相位跑出锁相后频率允许变化的范围，则重新进行采样，同时锁相成功计数器清0且锁相失败计数器加1；

步骤2.1.3，判断锁相成功计数器的值是否大于锁相成功计数值或者判断锁相失败计数器的值是否大于锁相失败计数值；

若锁相成功计数器的值大于锁相成功计数值，则认为在判断时间内锁得的相位一直在锁相后频率允许变化的范围内，则锁相成功，清除所有计数器的值，结束；

若锁相成功计数器的值不大于锁相成功计数值，则重新执行步骤2.1.2，如此循环到得到锁相成功或失败；

若锁相失败计数器的值大于锁相失败计数值，则认为锁相失败，此时清除所有计数器的值，待校正相序；

若锁相失败计数器的值不大于锁相失败计数值，则重新执行步骤2.1.2，如此循环到得到锁相成功或失败。

Claims (4)

1.一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，锁相

对电网的三相电压进行采样，然后将采样得到的三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq，然后对V_gd和V_gq进行平均值滤波，再通过判断电网的初始相位θ所处的象限，包括Ⅰ象限、Ⅱ象限、Ⅲ象限以及Ⅳ象限，将四个象限分成线性调整区域和非线性调整区域，对线性调整区域通过PI控制调节频率来锁相，对非线性调整区域直接通过调相来锁相；

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1，对电网的三相电压进行多次采样，然后将每次采样得到的三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq，然后多次采样的V_gd和V_gq分别通过多次累加求平均值进行平均值滤波；

步骤1.2，确定开关频率和电网频率，在上位机上给电网频率设定一个基准频率以及设定锁相后频率允许变化的范围，锁相之前，先读取给定的基准频率，得到要锁住的位置；

步骤1.3，调整相位步长的计算

其中，n指的是正弦表的点数，n＝f_s/f_g，step是基础步长，f_s是开关频率，f_g是电网频率，f_g’是电网允许的最大频率或最小频率；

步骤1.4，划分象限

V_gd>0,V_gq<0为Ⅰ象限，V_gd>0,V_gq>0为Ⅱ象限，V_gd<0,V_gq>0为Ⅲ象限，V_gd<0,V_gq<0为Ⅳ象限，相位在Ⅰ、Ⅱ象限是超前，在Ⅲ、Ⅳ象限是滞后；

步骤1.5，平均值滤波求出锁相之前的相位角或该相位角对应的控制频率f

通过多次采样的累加求平均值得到采样的电网的初始相位θ或者相位θ对应的控制频率f；

步骤1.6，判断相位θ处于线性调整区域和非线性调整区域

(1)若V_gq<0，则相位落在Ⅰ、Ⅳ象限；

若|θ|>a，则该相位落在非线性调整区域；若|θ|<a，则该相位落在线性调整区域；其中，a是一个角度的变量，a>0；

(2)若V_gq>0，则相位落在Ⅱ、Ⅲ象限，则该相位落在非线性调整区域；

步骤1.7，根据步骤1.6的判断进行锁相；

A、非线性调整区域直接通过调相来锁相：

(1)若V_gq<0且|θ|>a，则调节步长的计算方法为：

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；

(2)若V_gq>0且V_gd>0，则相位落在Ⅱ象限，由于此处的相位超前，所以，需要通过减去一个较大相位来调节相位，则调节步长Δ为：

Δ＝-b*step (7)，

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；

(3)若V_gq>0且V_gd<0，则相位落在Ⅲ象限，则调节步长Δ为：

Δ＝b*step (8)，

则，经调节后锁得的相位θ＝θ+Δ；

其中，b是一个数字量，b值根据每次设计的步长而确定；

B、线性调整区域通过PI控制调节频率来锁相：

此时V_gq<0且|θ|<a，求出经过PI控制算法调节之后的频率增量Δf，PI控制算法的传递函数为：

Δf＝u(k)＝k_p[e(k)-e(k-1)]+k_i*e(k)+u(k-1) (5)

其中，u(k)、u(k-1)是k以及k-1时刻的输出，k_p是比例系数，k_i是积分系数，e(k)、e(k-1)分别是k和k-1时刻的误差；则经调节后锁得的控制频率f＝f+Δf；

步骤1.8，对经步骤1.7求出的经调节后锁得的相位θ或者经调节后锁得的控制频率f进行还原；

具体为：步骤1.7求出的经调节后锁得的相位θ对应的一串计算机数据用g表示，令g＝g-n*1000，则还原后的锁得的相位θ＝g/1000；

步骤1.7经调节后锁得的控制频率f是经过计算机变换的一串数字，这串数字用e来代替，则经还原后的锁得的控制频率f为：

f＝e*f_s/f_g (6)；

步骤2，锁相判断

经步骤1锁相后，通过观察锁得的相位在允许误差内的时间来判断锁得相位的相序，如果相序正确则证明锁相成功，如果锁相不正确，则通过交换采样得到的三相电的任意两相即可校正相序。

2.根据权利要求1所述的一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法，其特征在于，所述步骤1.1中对三相电压进行坐标变换，得到同步旋转坐标系电压V_gd和V_gq按照公式(1)计算：

其中，V_gd、V_gq是电网的abc三相电压通过坐标变换到dq同步旋转坐标系的两个电压分量，V_ga、V_gb、V_gc分别为三相电压中A、B、C相的电压，θ是电网的初始相位，ωt是角度，ω是角频率，t是时间，U_m是三相电压的最大值。

3.根据权利要求1所述的一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1，根据设定的锁相后频率允许变化的范围，判断锁得的相位是否在允许误差内，如果在误差内，则认为锁相成功，为正序，反之，则认为锁相失败，为负序；

步骤2.2，若锁相失败，为了调节相序为正序，交换三相电中的任意两相电，即可校正相序。

4.根据权利要求3所述的一种用于并网变换器与电网信号同步的锁相环控制方法，其特征在于，所述步骤2.1具体为：

步骤2.1.1，设置锁相成功计数器和锁相失败计数器，设定锁相成功计数值以及锁相失败计数值，并设定判断时间以及采样时间，待锁相完成后，开始计时；

步骤2.1.2，在设置的判断时间内，每隔一个采样时间进行一次采样，若锁得的相位在一个采样时间内一直在锁相后频率允许变化的范围内，则锁相成功计数器加1；当锁相成功计数器达到某已设定的数值时，即就是在设定的多个采样周期内，锁得相位都在稳定范围内，那么锁相成功；

在设置的判断时间内，每隔一个采样时间进行一次采样，存在任何一次，锁得的相位跑出锁相后频率允许变化的范围，则重新进行采样，同时锁相成功计数器清0且锁相失败计数器加1；

步骤2.1.3，判断锁相成功计数器的值是否大于锁相成功计数值或者判断锁相失败计数器的值是否大于锁相失败计数值；

若锁相成功计数器的值大于锁相成功计数值，则认为在判断时间内锁得的相位一直在锁相后频率允许变化的范围内，则锁相成功，清除所有计数器的值，结束；

若锁相成功计数器的值不大于锁相成功计数值，则重新执行步骤2.1.2，如此循环到得到锁相成功或失败；

若锁相失败计数器的值大于锁相失败计数值，则认为锁相失败，此时清除所有计数器的值，待校正相序；

若锁相失败计数器的值不大于锁相失败计数值，则重新执行步骤2.1.2，如此循环到得到锁相成功或失败。

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