CN113517975B - 载波同步控制方法、系统、变流器设备及可读存储介质 - Google Patents

载波同步控制方法、系统、变流器设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种载波同步控制方法、系统、变流器设备及可读存储介质，用于调整待同步变流器设备的初始载波计数值，载波同步控制系统包括过采样单元、跳变沿检测单元、步长值调节单元、锁相环时钟单元以及载波计数器单元，通过锁相环时钟单元对初始频率的放大处理，所述过采样单元对通信数据的过采样，所述跳变沿检测单元对所述过采样数据进行跳变沿检测，所述步长值调节单元根据跳变沿检测结果生成对应的步长调整值，所述载波计数器单元根据所述步长调整值调整所述初始载波计数值，从而完成待同步变流器设备与目标变流器设备的同步，本申请无需反复发送同步命令帧，节省了通讯数据网络资源，并能有效控制载波误差，实现载波自动同步。

Description

载波同步控制方法、系统、变流器设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种载波同步控制方法、系统、变流器设备及可读存储介质。
背景技术
现有载波同步方法大多通过占用通讯数据网络资源，周期性的发送同步命令帧到各个单元，强制性的将各个单元的载波拉回到与主单元一致，但是同步命令帧占用了通讯数据网络的资源，增加了通讯数据网络时序处理逻辑的复杂度。而且，在发送一次载波同步命令帧之后，载波误差会随着时间继续累积，直到下一次载波同步命令帧再一次被拉回到与主单元一致。
而采取独立的通讯接口进行载波同步通讯，虽然不占用通讯数据网络的资源，但却增加了载波同步的硬件成本。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种载波同步控制方法、系统、变流器设备及可读存储介质，具体方案如下：
第一方面，本公开实施例提供了一种载波同步控制方法，应用于调整待同步变流器设备的初始载波计数值的载波同步控制系统，所述载波同步控制系统包括过采样单元、跳变沿检测单元、步长值调节单元、锁相环时钟单元以及载波计数器单元；
所述载波同步控制方法包括：
所述锁相环时钟单元连接所述待同步变流器设备的晶振单元，接收所述晶振单元发送的初始时钟频率，并对所述初始时钟频率进行预设倍数的放大处理，得到样本时钟频率；
所述过采样单元对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样，以得到过采样数据；
所述跳变沿检测单元按照所述样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息；
所述步长值调节单元根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值；
所述载波计数器单元根据所述步长调整值调整所述初始载波计数值，以使得所述待同步变流器设备的所述初始载波计数值同步为目标载波计数值。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述跳变沿检测包括跳变沿位置检测和跳变沿移动方向检测。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述步长值调节单元根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值的步骤，包括：
根据所述时钟边沿信息判断所述初始时钟频率是否大于或者等于所述目标时钟频率，其中，所述时钟边沿信息包括跳变沿位置信息以及跳变沿移动方向；
若所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率，生成用于减小所述初始载波计数值的步长调整值；
若所述初始时钟频率小于所述目标时钟频率，生成用于增大所述初始载波计数值的步长调整值；
若所述初始时钟频率等于所述目标时钟频率，生成用于保持所述初始载波计数值的步长调整值。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述根据所述时钟边沿信息判断所述初始时钟频率是否大于或者等于所述目标时钟频率的步骤，包括：
若跳变沿位置信息以及所述跳变沿移动方向发生改变且满足第一预设规律，确定所述初始时钟频率小于所述目标时钟频率；
若跳变沿位置信息以及所述跳变沿移动方向发生改变且满足第二预设规律时，确定所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率；
若跳变沿位置信息保持不变时，确定所述初始时钟频率等于所述目标时钟频率；
所述第一预设规律和所述第二预设规律所涉及的跳边沿位置信息和跳边沿移动方向均不相同。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述过采样单元用于对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样的步骤之前，所述方法还包括：
在所述待同步变流器设备开始进行载波同步时，所述待同步变流器设备接收所述目标变流器设备发送的初始同步命令帧，以消除所述初始时钟频率与所述目标时钟频率的初始误差；
跳转重复执行根据所述待同步变流器设备的过采样数据计算步长调整值并调整所述初始载波计数值的步骤。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述系统还包括FIFO存储器，所述跳变沿检测单元以样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息的步骤之前，所述方法还包括；
所述过采样单元将所述过采样数据存储在所述FIFO存储器中；
所述跳变沿检测单元以样本时钟频率从所述FIFO存储器中提取所述过采样数据。
第二方面，本公开实施例还提供了一种载波同步控制系统，用于调整待同步变流器设备的初始载波计数值，所述载波同步控制系统包括过采样单元、跳变沿检测单元、步长值调节单元、锁相环时钟单元以及载波计数器单元；
所述锁相环时钟单元连接所述待同步变流器设备的晶振单元，接收所述晶振单元发送的初始时钟频率，并对所述初始时钟频率进行预设倍数的放大处理，得到样本时钟频率；
所述过采样单元对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样，以得到过采样数据；
所述跳变沿检测单元按照所述样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息；
所述步长值调节单元根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值；
所述载波计数器单元根据所述步长调整值调整所述初始载波计数值，以使得所述待同步变流器设备的所述初始载波计数值同步为目标载波计数值。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述载波同步控制系统还包括FIFO存储器；
所述过采样单元将所述过采样数据存储在所述FIFO存储器中；
所述跳变沿检测单元以样本时钟频率从所述FIFO存储器中提取所述过采样数据。
第三方面，本公开实施例还提供了一种变流器设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行第一方面所述的载波同步控制方法。
第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行第一方面所述的载波同步控制方法。
本公开实施例提供了一种载波同步控制方法、系统、变流器设备及可读存储介质，应用于调整待同步变流器设备的初始载波计数值的载波同步控制系统，所述载波同步控制系统包括过采样单元、跳变沿检测单元、步长值调节单元、锁相环时钟单元以及载波计数器单元，通过所述锁相环时钟单元对初始频率的放大处理，所述过采样单元对通信数据的过采样，所述跳变沿检测单元对所述过采样数据进行跳变沿检测，所述步长值调节单元根据跳变沿检测结果生成对应的步长调整值，所述载波计数器单元根据所述步长调整值调整所述初始载波计数值，从而完成待同步变流器设备与目标变流器设备的同步，本申请无需反复发送同步命令帧，节省了通讯数据网络资源，并能有效控制载波误差，实现载波自动同步。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本申请实施例公开的一种载波同步控制方法的方法流程示意图；
图2示出了本申请实施例公开的一种载波同步控制系统的系统交互示意图；
图3示出了本申请实施例公开的一种载波同步控制方法中过采样单元的工作示意图；
图4示出了本申请实施例公开的一种载波同步控制方法中跳变沿检测单元的工作示意图；
图5示出了本申请实施例公开的一种载波同步控制方法中跳变沿检测单元的另一工作示意图；
图6示出了本申请实施例公开的一种载波同步控制系统的系统结构示意图。
附图标记汇总：载波同步控制系统-200；锁相环时钟单元-210；过采样单元-220；跳变沿检测单元-230；步长值调节单元-240；载波计数器单元-250。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
在大功率应用领域，电力电子变流器的容量通常在MW级以上。受限于电力电子功率器件的电压/电流等级，例如绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate BipolarTransistor，简称IGBT)，传统的通过器件级并联的方法，可以提高电流输出能力并增大输出功率，但器件级并联方法存在并联器件静、动态均流问题，流过并联IGBT器件的电流分配不均匀，可能造成器件和装置的损坏。而采用多个电力电子变流器单元并联，则不存在器件均流问题，且具有单元化设计、方便扩展功率等优点，但是，需要保证并联的多个电力电子变流器单元的开关动作一致，否则，并联的变流器单元的输出电压相互之间存在瞬时误差，从而会在并联的变流器单元之间形成一个电流回路，即电流只在并联的变流器之间流动，而不会流向负载，形成环流。环流的存在成比例的降低了并联系统的输出功率，环流较大时甚至影响设备的正常运行，因此，多机并联系统需要解决的一个关键技术点就是环流抑制。
在变流器并联分布式控制方案中，主控制单元通过通讯网络来和各并联单元之间实现指令和数据的交互，比如主机通过通讯网络将占空比信号下发给每个单元，然后每个单元根据接收到的占空比信号，与自身生成的载波信号直接比较，输出PWM信号控制功率器件的开通和关断。其中，每个单元自身的载波信号是由独立的晶振驱动定时器产生的，晶振由于工艺原因，不可避免存在频率偏差。该频率偏差，将会造成各单元载波信号之间存在相位偏差，且随着时间不断累计，时间越长，累积偏差越大。尽管每个单元的占空比信号一致时，但由于载波之间的相位偏差，各单元的开关动作将不一致，输出电压存在瞬时误差。
载波不同步是环流产生的根本原因，为了抑制环流问题，必须对所述多机并联系统中的变流器单元进行载波同步。
参考图1，为本公开实施例提供的一种载波同步控制方法，应用于调整待同步变流器设备的初始载波计数值的载波同步控制系统。如图2所示，所述载波同步控制系统200包括过采样单元220、跳变沿检测单元230、步长值调节单元240、锁相环时钟单元210以及载波计数器单元250；
所述载波同步控制方法包括：
S101，所述锁相环时钟单元连接所述待同步变流器设备的晶振单元，接收所述晶振单元发送的初始时钟频率，并对所述初始时钟频率进行预设倍数的放大处理，得到样本时钟频率；
在具体实施时，所述待同步变流器设备可以为多个，所述目标变流器设备为一个，即所述目标变流器设备为所述多机并联系统中的主单元，所述待同步变流器设备为所述多机并联系统中的从单元。
所述待同步变流器设备与所述目标变流器设备之间通信连接，具体的，所述待同步变流器设备与所述目标变流器设备之间可以基于光纤、单端电平信号线或差分电平信号线，可以是串口通讯也可以是并口通讯，可以采用自定义协议，也可以采用CAN2.0、RS485等工业协议，具体连接方式可以根据实际应用中选择，此处不作限定。
如图2所示，每一变流器设备中均包括有晶振单元、FPGA（Field ProgrammableGate Array，现场可编程逻辑门阵列）控制板以及功率单元，所述晶振单元用于输出使变流器设备产生载波信号的时钟频率，通过所述FPGA控制板用于调整载波计数值，通过所述功率单元输出通信数据。
本实施例中所述载波同步控制系统200则是设置于待同步变流器设备中的FPGA控制板中。
本公开实施例中的待同步变流器设备在进行载波同步控制时，需要对于晶振单元发出的初始时钟频率进行相应的处理，所述锁相环（Phase Locked Loop，简称PLL）时钟单元与所述晶振单元相连接，并对所述初始时钟频率进行预设倍数的放大处理，从而能够有效提高载波同步的精度。
具体的，所述预设倍数可以为4倍频、8倍频或16倍频，根据实际需要的载波同步精度进行适应性选择。
特殊的，本实施例中对于时钟频率的处理过程也可以采用低时钟频率、不同相位的多路时钟对数据进行采样，例如采用4路200MHz的时钟频率、相位依次为0°、90°、180°、270°，在时钟上升沿采样，可获得与1路800MHz的时钟频率一样的过采样效果，通过上述方法，可以在实现获取高时钟频率的过采样效果的同时，有效降低对于硬件设备的需求。
所述锁相环时钟单元对所述初始时钟频率放大预设倍数得到样本时钟频率后，将所述样本时钟频率分发给其它各个单元，以控制所述载波同步过程的开始。
如图2所示，其中，clk_a为目标时钟频率，clk_b为初始时钟频率，clk_sample为样本时钟频率，Cnt_step为步长调整值，Cnt为目标载波计数值。
S102，所述过采样单元对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样，以得到过采样数据；
所述过采样单元220对于所述目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样，从而能够获取多个过采样数据。所述过采样数据的数量基于所述样本时钟频率与所述目标时钟频率之间的倍数决定，举例来说，假设目标时钟频率clk_a=初始时钟频率clk_b=100MHz，所述锁相环时钟频率将所述初始频率放大四倍以得到样本时钟频率clk_sample=4*clk_b=400MHz，那么对于目标变流器设备发来的数据速率为clk_a的通信数据过采样，则对每一位二进制数据始终会得到4个过采样值，二进制数据“1”区段对应的载波计数值为1、2、3、4，二进制数据“0”区段对应的载波计数值为5、6、7、8。
如图3所示，在实际应用过程中，所述目标时钟频率与所述样本时钟频率的时钟是时变的，也就是说，在过采样过程中会出现两种不同的情况：
第一种情况，初始时钟频率clk_b慢于目标时钟频率clk_a，例如clk_b=99.99MHz，则在相同的时间间隔即2个clk_a时钟周期内，样本时钟频率clk_sample对应的时钟跳变沿个数为7，要小于理想情况下的8个，导致二进制数据“0”的区段内只有3个clk_sample时钟上升沿，只得到了3个采样数据，对应的载波计数值为5、6、7；
第二种情况，初始时钟频率clk_b快于目标时钟频率clk_a，例如clk_b=100.01MHz，则在相同的时间间隔即2个clk_a时钟周期内，样本时钟频率clk_sample对应的时钟跳变沿个数为9，要大于理想情况下的8个，导致二进制数据“1”的区段内有5个clk_sample时钟上升沿，得到了5个采样数据，对应的载波计数值为1、2、3、4、5。
可以知道，每当对二进制数据“0”或“1”以4倍clk_b时钟频率进行过采样，得到3个或5个采样数据时，对应的载波计数值就会出现1个计数偏差，少计数1个或者多计数1个。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述系统还包括FIFO存储器，所述跳变沿检测单元230以样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息的步骤之前，所述方法还包括；
所述过采样单元220将所述过采样数据存储在所述FIFO存储器中；
所述跳变沿检测单元230以样本时钟频率从所述FIFO存储器中提取所述过采样数据。
通过将所述过采样数据存储在先入先出（First Input First Output，FIFO）存储器中，从而可以对于连续的数据流进行缓存，以使所述载波同步过程可以处理大量的数据流。
S103，所述跳变沿检测单元按照所述样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息；
由上述描述中，过采样数据因为所述目标时钟频率和所述样本时钟频率的区别，会出现不同情况的载波计数值偏差，所以，需要通过对于过采样数据进行跳变沿检测，以确认所述待同步变流器设备的载波计数值与目标变流器设备的载波计数值之间的差异。
具体的，所述跳变沿检测包括跳变沿位置检测和跳变沿移动方向检测。
如图4所示，当所述跳变沿检测单元230以4bit为单位依次从所述FIFO存储器中读取过采样数据，并依次对相邻位执行“异或”操作，得到跳变沿位置信息Edge。
例如图4中Tk+1采样值为“1000”，Tk采样值为“0011”，那么，Tk+1采样值对应的Edge=“0010”=2，即Edge[0]=1 xor 1、Edge[1]=0 xor 1、Edge[2]=0 xor 0、Edge[3]=0 xor 0；Tk+3采样值为“0000”，Tk+2采样值为“0111”，那么，Tk+3采样值对应的Edge=“0001”=1，即Edge[0]=0 xor 1、Edge[1]=0 xor 0、Edge[2]=0 xor 0、Edge[3]=0 xor 0，其中，Tk表示为第k次读取采样值。
所述跳变沿检测单元230检测获取对应的时钟边沿信息，即跳变沿位置信息Edge值和跳变沿移动方向，将所述时钟边沿信息发送给所述步长值调节单元240以判断是否需要对于所述待同步变流器设备的载波计数值进行调整。
S104，所述步长值调节单元根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值；
如图2所示，所述步长值调节单元能够根据预设规则以及所述时钟边沿信息确定所述待同步变流器设备的载波同步误差，即多计数了载波计数值或少计数了载波计数值，随后生成消除所述载波同步误差的步长调整值。其中，所述步长调整值即Cnt_step。
具体的，所述步长值调节单元240根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值的步骤，包括：
根据所述时钟边沿信息判断所述初始时钟频率是否大于或者等于所述目标时钟频率，其中，所述时钟边沿信息包括跳变沿位置信息以及跳变沿移动方向；
若所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率，生成用于减小所述初始载波计数值的步长调整值；
若所述初始时钟频率小于所述目标时钟频率，生成用于增大所述初始载波计数值的步长调整值；
若所述初始时钟频率等于所述目标时钟频率，生成用于保持所述初始载波计数值的步长调整值。
根据上述描述可以知道，若所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率，所述待同步变流器设备对应的载波计数值多于理想情况，此时生成减小所述初始载波计数值的步长调整值，则可以通过减少所述初始载波计数值步长的方式，使得所述待同步变流器设备的载波计数值与所述目标变流器设备的载波计数值相等。
若初始频率时钟频率小于所述目标时钟频率，所述待同步变流器设备对应的载波计数值少于理想情况，此时生成增大所述初始载波计数值的步长调整值，则可以通过增大所述初始载波计数值步长的方式，使得所述待同步变流器设备的载波计数值与所述目标变流器设备的载波计数值相等。
从而通过调节载波计数值的步长的方式，实现了设备与设备之间的载波同步。
更进一步的，所述根据所述时钟边沿信息判断所述初始时钟频率是否大于或者等于所述目标时钟频率的步骤，包括：
若跳变沿位置信息以及所述跳变沿移动方向发生改变且满足第一预设规律，确定所述初始时钟频率小于所述目标时钟频率；
若跳变沿位置信息以及所述跳变沿移动方向发生改变且满足第二预设规律时，确定所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率；
若跳变沿位置信息保持不变时，确定所述初始时钟频率等于所述目标时钟频率；
所述第一预设规律和所述第二预设规律所涉及的跳边沿位置信息和跳边沿移动方向均不相同。
在具体应用中，所述步长值调节单元240可以通过不同的预设规则进行调整，举例来说，如图4和图5所示：
第一种情况，如图4所示，每当Edge值发生改变且满足8
Figure M_210909152933809_809492001
4
Figure M_210909152933872_872348002
2
Figure M_210909152933904_904143003
1
Figure M_210909152933934_934481004
8的循环变化规律时，对应发生了一次异常采样即3个采样数据，对应的载波计数器少计数1个，此时需要将待同步变流器设备的载波计数步长值加1，同时也能够确定所述初始时钟频率Clk_b小于所述目标时钟频率Clk_a。
第二种情况，如图5所示，每当Edge值发生改变且满足1
Figure M_210909152933965_965715001
2
Figure M_210909152933996_996992002
4
Figure M_210909152934045_045298003
8
Figure M_210909152934092_092906004
1的循环变化规律时，对应发生了一次异常采样即5个采样数据，对应的载波计数器多计数1个，此时需要将待同步变流器设备的载波计数步长值减1，同时也能够确定所述初始时钟频率Clk_b大于所述目标时钟频率Clk_a。
第三种情况，当Edge值保持不变时，对应发生了一次正常采样即4个采样数据，载波计数值没有出现计数偏差，此时只需要将待同步变流器设备的载波计数步长值保持为默认的载波计数器步长值。
也就是说，当目标变流器设备由对目标时钟频率clk_a以100MHz时钟频率驱动下，以计数器步长值step=1进行载波值计数，而待同步变流器设备以时钟频率clk_sample=400.04MHz或者clk_sample=399.96 MHz时钟频率驱动下，以计数器步长调整值实时调整载波误差，一旦过采样与跳变沿检测模块输出的Edge值发生变化，载波计数器步长值调节模块立即对待同步变流器设备的载波计数器步长值进行加1或减1操作，最终消除了随时间不断累积的载波同步误差，实现载波自动同步。
另外，所述预设规律根据具体应用中时钟频率的具体数值确定，此处不作唯一限定。
S105，所述载波计数器单元根据所述步长调整值调整所述初始载波计数值，以使得所述待同步变流器设备的所述初始载波计数值同步为目标载波计数值。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述过采样单元220用于对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样的步骤之前，所述方法还包括：
在所述待同步变流器设备开始进行载波同步时，所述待同步变流器设备接收所述目标变流器设备发送的初始同步命令帧，以消除所述初始时钟频率与所述目标时钟频率的初始误差；
跳转重复执行根据所述待同步变流器设备的过采样数据计算步长调整值并调整所述初始载波计数值的步骤。
在具体应用中，所述待同步变流器设备和所述目标变流器设备由两块独立供电的FPGA控制板独立控制载波计数值，因此，会存在一个载波同步误差的初始值，该值是个不确定的常数，当初始值不为0时，如果不对误差初始值进行处理，本发明的载波自动同步方法将保持同步误差为初始值，为了将同步误差清0，需要占用一次通讯数据网络资源，发送一次同步命令帧，然后本发明可以将并机单元之间的载波误差控制在1个计数步长以内，几乎消除载波同步误差。
本实施例中的载波同步控制方法，仅需要在进行载波同步的开始阶段，占用通讯数据网络接收一次同步命令帧，后续重复执行对于上述实施例中所述的根据过采样数据进行载波计数值的调整动作。
如图6所示，本实施例中的载波自动同步效果,如图6的B部分所示，与不断发送同步命令帧的周期同步效果相比，如图6的A部分所示，能够更加稳定实现变流器设备之间的信号同步，且更加直观的消除了单位时间内的载波同步误差。
对应上述载波同步控制方法，参考图2，本公开实施例还提供了一种载波同步控制系统200，用于调整待同步变流器设备的初始载波计数值，所述载波同步控制系统200包括过采样单元220、跳变沿检测单元230、步长值调节单元240、锁相环时钟单元210以及载波计数器单元250；
所述锁相环时钟单元210连接所述待同步变流器设备的晶振单元，接收所述晶振单元发送的初始时钟频率，并对所述初始时钟频率进行预设倍数的放大处理，得到样本时钟频率；
所述过采样单元220对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样，以得到过采样数据；
所述跳变沿检测单元230按照所述样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息；
所述步长值调节单元240根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值；
所述载波计数器单元250根据所述步长调整值调整所述初始载波计数值，以使得所述待同步变流器设备的所述初始载波计数值同步为目标载波计数值。
具体的所述载波同步控制系统200进行同步的过程可以参考上述实施例中所述载波同步控制方法的描述，此处不再赘述。
根据本公开实施例的一种具体实施方式，所述载波同步控制系统200还包括FIFO存储器；
所述过采样单元220将所述过采样数据存储在所述FIFO存储器中；
所述跳变沿检测单元230以样本时钟频率从所述FIFO存储器中提取所述过采样数据。
本公开实施例还提供了一种变流器设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行上述实施例中所述的载波同步控制方法。
本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行上述实施例中所述的载波同步控制方法。
所提供的计算机可读存储介质的具体实施过程，可以参见上述载波同步控制方法的具体实施过程，在此不再一一赘述。
综上所述，本公开实施例提供了一种载波同步控制方法，本发明在现有的多机并联系统分布式控制方案基础上，不增加任何硬件成本，无需独立的载波同步通讯网络，无需发送同步命令帧，不占用通讯数据网络资源，利用过采样技术对通讯数据网络上的数据进行过采样，将过采样数据的跳变沿信息送给载波计数器步长值调节模块，直接实时在线调整载波计数值，可以将待同步变流器设备与目标变流器设备之间的载波误差控制在1个计数步长以内，实现载波的自动同步。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种载波同步控制方法，其特征在于，应用于调整待同步变流器设备的初始载波计数值的载波同步控制系统，所述载波同步控制系统包括过采样单元、跳变沿检测单元、步长值调节单元、锁相环时钟单元以及载波计数器单元；
所述载波同步控制方法包括：
所述锁相环时钟单元连接所述待同步变流器设备的晶振单元，接收所述晶振单元发送的初始时钟频率，并对所述初始时钟频率进行预设倍数的放大处理，得到样本时钟频率；
所述过采样单元对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样，以得到过采样数据；
所述跳变沿检测单元按照所述样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息，其中，所述跳变沿检测包括跳变沿位置检测和跳变沿移动方向检测，所述时钟边沿信息包括跳变沿位置信息以及跳变沿移动方向；
所述步长值调节单元根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值；
所述载波计数器单元根据所述步长调整值调整所述初始载波计数值，以使得所述待同步变流器设备的所述初始载波计数值同步为目标载波计数值；
所述步长值调节单元根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值的步骤，包括：
根据所述时钟边沿信息判断所述初始时钟频率是否大于或者等于所述目标时钟频率；
若所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率，生成用于减小所述初始载波计数值的步长调整值；
若所述初始时钟频率小于所述目标时钟频率，生成用于增大所述初始载波计数值的步长调整值；
若所述初始时钟频率等于所述目标时钟频率，生成用于保持所述初始载波计数值的步长调整值；
所述根据所述时钟边沿信息判断所述初始时钟频率是否大于或者等于所述目标时钟频率的步骤，包括：
若跳变沿位置信息以及所述跳变沿移动方向发生改变且满足第一预设规律，确定所述初始时钟频率小于所述目标时钟频率；
若跳变沿位置信息以及所述跳变沿移动方向发生改变且满足第二预设规律时，确定所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率；
若跳变沿位置信息保持不变时，确定所述初始时钟频率等于所述目标时钟频率；
所述第一预设规律和所述第二预设规律所涉及的跳边沿位置信息和跳边沿移动方向均不相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过采样单元用于对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样的步骤之前，所述方法还包括：
在所述待同步变流器设备开始进行载波同步时，所述待同步变流器设备接收所述目标变流器设备发送的初始同步命令帧，以消除所述初始时钟频率与所述目标时钟频率的初始误差；
跳转重复执行根据所述待同步变流器设备的过采样数据计算步长调整值并调整所述初始载波计数值的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括FIFO存储器，所述跳变沿检测单元以样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息的步骤之前，所述方法还包括；
所述过采样单元将所述过采样数据存储在所述FIFO存储器中；
所述跳变沿检测单元以样本时钟频率从所述FIFO存储器中提取所述过采样数据。
4.一种载波同步控制系统，其特征在于，用于调整待同步变流器设备的初始载波计数值，所述载波同步控制系统包括过采样单元、跳变沿检测单元、步长值调节单元、锁相环时钟单元以及载波计数器单元；
所述锁相环时钟单元连接所述待同步变流器设备的晶振单元，接收所述晶振单元发送的初始时钟频率，并对所述初始时钟频率进行预设倍数的放大处理，得到样本时钟频率；
所述过采样单元对目标变流器设备以目标时钟频率发送的通信数据进行过采样，以得到过采样数据；
所述跳变沿检测单元按照所述样本时钟频率对所述过采样数据进行跳变沿检测，以得到所述过采样数据的时钟边沿信息，其中，所述跳变沿检测包括跳变沿位置检测和跳变沿移动方向检测，所述时钟边沿信息包括跳变沿位置信息以及跳变沿移动方向；
所述步长值调节单元根据所述时钟边沿信息生成对应的步长调整值；
所述载波计数器单元根据所述步长调整值调整所述初始载波计数值，以使得所述待同步变流器设备的所述初始载波计数值同步为目标载波计数值；
所述步长值调节单元具体用于根据所述时钟边沿信息判断所述初始时钟频率是否大于或者等于所述目标时钟频率；若所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率，生成用于减小所述初始载波计数值的步长调整值；若所述初始时钟频率小于所述目标时钟频率，生成用于增大所述初始载波计数值的步长调整值；若所述初始时钟频率等于所述目标时钟频率，生成用于保持所述初始载波计数值的步长调整值；
所述步长值调节单元根据所述时钟边沿信息判断所述初始时钟频率是否大于或者等于所述目标时钟频率的步骤，包括：
若跳变沿位置信息以及所述跳变沿移动方向发生改变且满足第一预设规律，确定所述初始时钟频率小于所述目标时钟频率；若跳变沿位置信息以及所述跳变沿移动方向发生改变且满足第二预设规律时，确定所述初始时钟频率大于所述目标时钟频率；若跳变沿位置信息保持不变时，确定所述初始时钟频率等于所述目标时钟频率；所述第一预设规律和所述第二预设规律所涉及的跳边沿位置信息和跳边沿移动方向均不相同。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述载波同步控制系统还包括FIFO存储器；
所述过采样单元将所述过采样数据存储在所述FIFO存储器中；
所述跳变沿检测单元以样本时钟频率从所述FIFO存储器中提取所述过采样数据。
6.一种变流器设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行权利要求1-3任一项所述的载波同步控制方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1-3任一项所述的载波同步控制方法。
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