我会将其发布到堆栈溢出，但在我看来，它更像是一个信号和系统问题，EE 正在蓬勃发展。
我需要一个用软件实现的实时系统，它可以生成与输入信号频率匹配但相位滞后为 90 度的正弦曲线。输入信号将是纯音，但会随着时间的推移在频率（0.4 至 0.8hz）上有所漂移。最终，我希望输出幅度也与输入幅度成比例，但那是另一天的事了。我的目标是能够响应输入信号的变化，使我在大约 10-15 秒（几个输入信号周期）内的相位误差低于 5%。
我的第一次尝试是使用希尔伯特变压器 FIR 滤波器为我提供输入信号（100hz 采样率）和输出之间的“瞬时”相对相位，然后使用设定点 =-90 的 PI 控制器来驱动频率f_out为output_signal = math.sin(2*math.pi*f_out*t). 我的希尔伯特变压器 FIR 有 2.5 秒的延迟，而死区时间似乎阻止了我在没有不稳定的情况下获得任何类型的 P 常数。
我目前正在深入研究锁相环（我是新手），但我还不清楚这是否是正确的树。
我将不胜感激任何方式的指导/建议。
如果您将它放在缓冲区中并且有足够的计算能力，您可以使用两个 DFT 箱和此处显示的公式以非常高的精度跟踪它：
对于最小延迟，我建议帧长度接近 2 和 1/2 个周期，但对于干净的信号，1 和 1/2 个周期也应该会产生良好的结果。
当您执行一系列滑动窗口时，这将生成一系列参数。参数的移动指数平均值应该为您提供一个良好的当前值（当它们缓慢变化时）以供使用。可以使用更复杂的技术。
获得当前参数后，您可以使用所需的任何相位滞后和/或幅度调整来重建信号。
或者，如果您正在逐帧跟踪相位值，则最准确的拟合位于帧的中心（位于）。
在哪里是一个（预测的）近线性函数，并且直接来自两个 bin 解决方案。
您可以使用基于 SOGI 的 PLL。它们用于单相电力系统。
https://www.researchgate.net/figure/Diagram-of-the-SOGI-based-PLL-SOGI-PLL_fig3_224165889
您可以使用 Vd 和 Vq 输出，Vd 将对应于您的输入，而 Vq 将是您的输入偏移 90 度。
“一目了然”，你似乎可以——
存储信号，甚至只是确定一个周期何时完成。然后
一个周期后开始输出适当的偏移信号（因此在 2.5s 初始延迟以下）然后
持续分析最新周期，然后将结果应用于信号“输出器”。您可以根据一些“定律”在输出源中产生压摆率，而不是使用任何新结果来逐步扭曲信号频率 - 在匹配之前可以是线性速率，速率取决于频率差异，PID 或......。
您无法为移位信号获得纯输出正弦波（实际上，如果输入随着周期长度而在频率上移动，因此输入不是纯正弦波，因此波形不断变化），但这应该可以得到与任何结果一样好的结果。