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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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  它对应于恰好为-180°或弧度的频率点(图3中为1 MHz)。

  图4描绘了由于所选择元件生产差异范围导致的±10 dB典型增益变化。它带来了1.5 kHz至30 kHz的交越频率。在此区域,相位余量从70°变为45°,这些都是理论上的安全数字。最坏情况是什么?就是新的交越频率在总相位滞后180°处出现。这条件在1 MHz时出来,表示有35 dB的正增益变化。

  不太可能有大增益

  有利的是,当今电子电路中不太可能出现35 dB的增益变化。以前,在变压器或伺服系统(servomechanism)采用真空管电路驱动的时候,上电序列期间的准备(warm-up)时间可能引起大的环路增益变化。因此,增益规定有必要排斥可能存在稳定性风险的第二个点。此总相位滞后达-180°的频率处的环路增益曲线上可见这增益余量,在图3中被标记为GM。在当今电子电路中,高于10 dB的增益余量通常就足够了,除非您的环路增益对外部参数极为敏感。

  增益漂移的另一个示例如图5所示。图中显示另一个被补偿的转换器在10 kHz时出现80°的相位余量。根据前文的讨论,我们知道可能会出现增益变化,致使增益曲线上扬或下走。在我们的示例中,我们可以发现2 kHz附近一个区域的相位余量小到只有18°。如果出现20至25 dB的增益下降,你最后得到的控制系统就会出现相当危险的约2 kHz的低相位余量。这就会导致振荡响应,很可能超出过冲规范。此类系统被认为是有条件稳定。有利的是,如前所述,25 dB的增益变化并不常见,有这等增益余量的系统可被视为强健。然而,我看见过在一些设计案例中,最终使用者(您的客户)在规范中清晰标明不接受有条件的设计,要求在低于交越频率的所有点提供大于60°的相位余量。在这种情况下,就强制要求补偿转换器,使得无论什么工作条件下,低于交越频率时都不存在相位余量降低的区域。大电流电感

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