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控制系统的稳定性标准

2016-04-17 13:12:16      点击次数:
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  稳定条件

  如您所知,控制系统的目标不是构建振荡器。我们希望控制系统提供高速、精确及无振荡的响应。因此,我们必须避开满足振荡或发散条件的配置。一种方式是限制系统会作出反应的频率范围。就定义而言,频率范围或带宽,对应于从输入到输出之闭合环路传输通道下降3 dB的频率。闭合环路系统的带宽能被视作频率范围,在此范围内系统被认为会极佳地响应其输入(即遵循设定点或有效地抑制扰动)。我们在后文会看到,在设计阶段,我们并不直接控制闭合环路带宽,但会控制交越频率(crossover frequency) fc——这是一项跟开环路分析有关的参数。这两个变量通常被概略认为相等,但我们会看到这仅在一种条件下成立。然而,它们相差得也不太远,在讨论中这两项能互换。

  我们已经看到,开环路增益是我们系统中的一项重要参数。当增益存在时(即|T(s)|》1),系统以动态闭合环路工作,能补偿输入的扰动或对设定点变化作出反应。然而,系统反应也存在限制:系统必须在扰动信号所涉及的频率提供增益。如果设定点变化的扰动太快,励磁信号的频率成分就低于系统带宽,表示这些频率缺少增益:系统变慢且不会作出反应,工作状态就像环路对波形变化没有响应。那么,是否就要求无限大的带宽呢?不是的,因为增加带宽就象是拓宽漏斗的直径:您当然可以收集到更多信息,并对输入振动更快地作出反应,但系统也将接收到伪信号(spurious signal),如转换器在某些情况下自己产生的噪声及寄生参数(如开关电源中的输出涟波)。因此,强制要求将带宽限制在您应用真正要求的范围。采用的带宽太宽将削弱系统的抗噪声性能(如其抑制外部寄生信号的强固性)。大电流电感

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