Comparative analysis of signal demodulation methods in phase-lock motor drive
DOI:
https://doi.org/10.25206/1813-8225-2025-195-73-78Keywords:
phase-lock motor drive, demodulation device, low-pass filter, sample-and-hold circuit, phase plain method, simulation modeling, frequency bandwidth.Abstract
The article is devoted to assessing the possibility of expanding the operating range of phase-lock motor drive in the low shaft speed area. The analog and digital control system models of motor drive in Matlab software are proposed. The research of proposed models is obtained by using phase plain method. Based on a comparative analysis of the simulation results, the lower frequency limit for using different demodulator types and research methods of phase-lock loop is determined.
Downloads
References
(1). Фалеев М. В., Киселев А. А., Самок С. Г. Импульсно-фазовые электроприводы мехатронных устройств // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2007. № 3. С. 27–30. EDN: PJJZND.
Faleyev M. V., Kiselev A. A., Samok S. G. Impul’sno-fazovyye elektroprivody mekhatronnykh ustroystv [Pulse-phase electric drives of mechanotronic appliances]. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University. 2007. No. 3. P. 27–30. EDN: PJJZND. (In Russ.).
(2). Hsieh G. C., Hung J. C. Phase-locked loop techniques. A survey. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 1996. Vol. 43, no. 6. P. 609–615. DOI: 10.1109/41.544547.
(3). Бубнов А. В., Бубнова Т. А., Федоров В. Л. Современное состояние и перспективы развития теории синхронно-синфазного электропривода: моногр. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. 101 с. ISBN 978-5-8149-0988-6. EDN: QMLEQP.
Bubnov A. V., Bubnova T. A., Fedorov V. L. Sovremennoye sostoyaniye i perspektivy razvitiya teorii sinkhronno-sinfaznogo elektroprivoda [Current state and perspectives of the synchronous-common-mode electric drive theory]. Omsk, 2010. 101 p. ISBN 978-5-8149-0988-6. EDN: QMLEQP. (In Russ.).
(4). Бубнов А. В. Математическая модель логического устройства сравнения для электропривода с фазовой синхронизацией // Электричество. 2005. № 5. С. 27–31. EDN: KUZWBB.
Bubnov A. V. Matematicheskaya model’ logicheskogo ustroystva sravneniya dlya elektroprivoda s fazovoy sinkhronizatsiyey [The mathematical model of a logic comparator for an electric drive with phase synchronization]. Elektrichestvo. Electricity. 2005. No. 5. P. 27–31. EDN: KUZWBB. (In Russ.).
(5). Laopoulos T. L., Karybakas C. A. A phase locked motor speed control system with sample-and-hold phase detector. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 1988. Vol. 35 (2). P. 245–252. DOI: 10.1109/41.192656.
(6). Бубнов А. В., Дайнович А. М. Особенности применения фильтра нижних частот для демодуляции информационных сигналов в электроприводе с фазовой синхронизацией // Омский научный вестник. 2024. № 1 (189). С. 73–78. DOI: 10.25206/1813-8225-2024-189-73-78. EDN: JYGOQK.
Bubnov A. V., Daynovich A. M. Osobennosti primeneniya fil’tra nizhnikh chastot dlya demodulyatsii informatsionnykh signalov v elektroprivode s fazovoy sinkhronizatsiyey [Features of using low-pass filter for small signal demodulation in phase-locking motor drive]. Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2024. No. 1 (189). P. 73–78. DOI: 10.25206/1813-8225-2024-189-73-78. EDN: JYGOQK. (In Russ.).
(7). Трахтенберг Р. М. Импульсные астатические системы электропривода с дискретным управлением. Москва: Энергоиздат, 1982. 169 с.
Trakhtenberg R. M. Impul’snyye astaticheskiye sistemy elektroprivoda s diskretnym upravleniyem [Pulse astatic electric drive systems with discrete control]. Moscow, 1982. 169 p. (In Russ.).
(8). Bubnov A. V., Daynovich A. M. Digital automatic control system of phase-lock motor drive. 11th International IEEE Scientific and Technical Conference “Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines”, Dynamics 2017: Proceedings. Omsk, 2017. P. 1–5. DOI: 10.1109/Dynamics.2017.8239439. EDN: XXMJZB.
(9). Бубнов А. В., Чудинов А. Н., Емашов В. А. Алгоритм работы компьютерной модели импульсного частотно-фазового дискриминатора и его реализация в приложении Simulink пакета программ Matlab // Омский научный вестник. 2010. № 3 (93). С. 122–126. EDN: OFSNQD.
Bubnov A. V., Chudinov A. N., Emashov V. A. Algoritm raboty komp’yuternoy modeli impul’snogo chastotno-fazovogo diskriminatora i ego realizatsiya v prilozhenii Simulink paketa programm Matlab [The algorithm of work of computer model of pulse frequency-phase discriminator and its development in Simulink application from Matlab software]. Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2010. No. 3 (93). P. 122–126. EDN: OFSNQD. (In Russ.).
(10). Изерман Р. Цифровые системы управления / пер. с англ. С. П. Забродина, А. И. Титкова, А. В. Шалашова; под ред. И. М. Макарова. Москва: Мир, 1984. 541 с.
Izerman R. Tsifrovyye sistemy upravleniya [Digital control systems] / trans. from Engl. S. P. Zabrodina, A. I. Titkova, A. V. Shalashova; ed. by I. M. Makarov. Moscow, 1984. 541 p. (In Russ.).
(11). Филиповский В. М., Полюга Н. Л., Мухамбедьяров Б. Б. Синтез дискретного регулятора переоборудованием с учётом задержки в вычислительном устройстве // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2019. Т. 12, № 4. C. 136–144. DOI: 10.18721/JCSTCS.12411. EDN: LRRWMY.
Filipovskiy V. M., Polyuga N. L., Mukhambed’yarov B. B. Sintez diskretnogo regulyatora pereoborudovaniyem s uchëtom zaderzhki v vychislitel’nom ustroystve [Synthesis of the discrete regulator by re-equipment method taking into account the delay in a computer device]. Nauchno-tekhnicheskiye vedomosti SPbGPU. Informatika. Telekommunikatsii. Upravleniye. St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Computing, Telecommunications and Control System. 2019. Vol. 12, no. 4. C. 136–144. DOI: 10.18721/JCSTCS.12411. EDN: LRRWMY. (In Russ.).
(12). Лысов В. Е., Поляков В. А. Анализ влияния периода дискретности экстраполятора нулевого порядка цифровой системы автоматического управления на динамические показатели качества управления // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2023. Т. 31, № 1 (77). С. 34–46. DOI: 10.14498/tech.2023.1.3. EDN: ARIDRW.
Lysov V. E., Polyakov V. A. Analiz vliyaniya perioda diskretnosti ekstrapolyatora nulevogo poryadka tsifrovoy sistemy avtomaticheskogo upravleniya na dinamicheskiye pokazateli kachestva upravleniya [Analysis of the influence of the discrete period of the zero-order hold of the digital automatic control system on dynamic indicators of control quality] Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series. 2023. Vol. 12, no. 31 (1). P. 34–46. DOI: 10.14498/tech.2023.1.3. (In Russ.).
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Non-exclusive rights to the article are transferred to the journal in full accordance with the Creative Commons License BY-NC-SA 4.0 «Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Worldwide License (CC BY-NC-SA 4.0»)
