当前位置:首页 > 电源 > 功率器件
[导读]当我在 70 年代后期学习控制理论时,我们从未学习过前馈系统。一切都基于反馈和“G/(1+GH)”。如果我想从我的控制回路中得到一个僵硬的响应,我唯一知道要做的就是提高我的增益,直到我的系统刚好避免振荡!但后来我在 90 年代中期阅读了 Curtis Wilson(无关)的一篇关于前馈控制的文章,它改变了我对控制系统的看法。

尽可能使用前馈结构来补充反馈结构

当我在 70 年代后期学习控制理论时,我们从未学习过前馈系统。一切都基于反馈和“G/(1+GH)”。如果我想从我的控制回路中得到一个僵硬的响应,我唯一知道要做的就是提高我的增益,直到我的系统刚好避免振荡!但后来我在 90 年代中期阅读了 Curtis Wilson(无关)的一篇关于前馈控制的文章,它改变了我对控制系统的看法。作为前馈如何工作的示例,假设您有一个电机,您希望在其中控制其电流。反馈方法包括对电机电流进行采样,将其与所需电流进行比较以生成误差信号,然后将该误差信号馈送到控制结构中以驱动电机电压。但是前馈方法会问,“电机电压的方程式是什么v(t)作为电流i(t)的函数?” 一旦定义了方程式,您只需将方程式中的i(t)设置为您的指令电流,并求解实现该电流所需的电压v(t) 。假设您的传递函数是正确的,如果您随后将该电压波形应用于电机绕组,您应该会得到所需的电流波形。

在大多数情况下,前馈结构比反馈结构快得多。这是因为反馈结构必须首先在命令值和反馈值之间产生误差,然后才能生成响应。但是前馈结构不按照误差原理工作。它只是计算需要应用于工厂输入(例如,电压)以使其输出等于命令输入值(例如,电流)的理论值。而且这样做完全不会影响系统的稳定性,因为它不使用反馈回路!

虽然前馈结构非常适合设计能够快速响应输入变化的控制系统,但它们在负载或工厂中无法预测的变化方面表现不佳。然而,这是一个反馈结构做得很好的领域。因此,最终的解决方案是一种混合方法,您可以使用前馈结构来完成繁重的工作,以在输入快速变化时改善瞬态响应,然后使用反馈来校正漂移和其他不可预测的低频效应。为了让反馈环路做到这一点,它的增益可以设置为如果它也负责瞬态响应则必须达到的增益的一小部分。较低的增益等于更好的稳定性!混合反馈/前馈控制器的示例如下所示。

利用观察者窥探信号

很多时候,您需要访问无法直接测量的隐蔽信号,例如电机内部的反电动势信号或转子磁通的角度。但是,如果此信号与您确实可以访问的其他信号有明确的关系,您可以使用称为 OBSERVER 的东西从其他信号中挤出丢失的信号!我仍然对它的效果感到惊讶!这些小过滤器非常聪明,似乎可以凭空提取信号。顺便说一句,观察者是反馈结构与前馈结构协同工作的一个例子,就像我们在上一节中谈到的那样。

有许多不同类型的观察者……这里无法涵盖。下面是一个典型的速度观测器示例,您可能会在使用编码器的数字控制系统中找到它。试图从编码器中挤出速度信息可能会让人望而生畏,尤其是在编码器移动非常缓慢的情况下。如果您只是测量每次采样更新时编码器计数之间的差异,您最终会在低电机速度下得到非常量化的速度信号。另一方面,如果你测量编码器边缘转换之间的时间,你有很多数字分辨率,但你的速度采样频率在低电机速度下会被破坏。但是,观察器可以与您的控制回路的其余部分以相同的采样频率运行,并且它会创建一个具有您想要的分辨率的速度信号。前馈电流输入信号允许观察者估计具有零或接近零相位滞后的速度信号!这真是太酷了!


声明:该篇文章为本站原创,未经授权不予转载,侵权必究。
换一批
延伸阅读

我们需要了解数字控制的另一个非常重要的方面;这就是 PWM 过程。正如 ADC 是模拟世界和数字世界之间的纽带一样,PWM 模块将同样的功能带回模拟世界。考虑到它对您的控制回路性能的战略贡献,我们花一些时间讨论它是很合适...

关键字: 数字集成电路 逻辑电路

上一篇文章我们讨论了模数转换器,更具体地说,是与获取输入样本相关的时序。但是,如果你不小心的话,杂草中还有一个更大的问题正在逼近,它可能会咬你。ADC 转换完成后,结果意味着什么?基于查看这些位,您对输入信号的真正了解程...

关键字: 数字集成电路 逻辑电路

上一篇我讨论了与模拟和代码生成相关的更一般的问题。但今天我想把焦点转向模数转换器。ADC 是数字控制应用中最关键的外设之一,因为它构成了模拟世界和数字世界之间的纽带。它也是最容易被误解的外围设备之一。对于 ADC,许多工...

关键字: 数字集成电路 逻辑电路

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量,可将数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI电路、大规模集成(LSI)电路、超...

关键字: 数字集成电路 LSI MSI

数字集成电路产品的种类很多,若按电路结构来分,可分成TTL和MOS 两大系列。

关键字: 数字集成电路 TTL MOS

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量,可将数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI电路、大规模集成(LSI)电路、超...

关键字: 数字集成电路 LSI MSI

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量,可将数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI电路、大规模集成(LSI)电路、超...

关键字: 逻辑电路 时序逻辑电路 专用集成电路

TTL电路(1)电源电压范围TTL电路的工作电源电压范围很窄。S,LS,F系列为5V±5%;AS,ALS系列为5Y±10%。(2)频率特性TTL电路的工作频率比4000系列的高。

关键字: 数字集成电路 TTL 信号幅度

编辑精选

技术子站

关闭