2021-07-31
65
Если на частоте единичного усиления в замкнутой петле отставание по фазе станет равным -180°, в петле возникнут колебания. Как правило, устойчивость петли характеризуется запасом фазы, который определяется как разность между 180 градусами и фактическим отставанием, наблюдаемым в контуре на частоте единичного усиления, и запасом усиления, соответствующим усилению при достижении отставанием по фазе -180 градусов, [27].
Практически любую петлю можно разделить на модулятор, который принимает сигнал управления в качестве входного и передаёт регулируемую переменную, и усилитель сигнала ошибки, который сравнивает мгновенную величину регулируемого параметра с его опорным значением, усиливает полученный т. о. сигнал рассогласования и передаёт его на вход модулятора.
Поведение любой петли должно быть устойчивым, для чего в усилитель сигнала ошибки вводится компенсация. Задачей компенсации является обеспечение на частоте единичного усиления коэффициента усиления, равного обратной дроби коэффициента усиления модулятора. Помимо этого, компенсация обеспечивает такую фазовую задержку, при которой сумма задержек в замкнутой петле, а именно: в усилителе сигнала ошибки, модуляторе и запаса фазы составляет 180°. Помимо запаса фазы и усиления, организация компенсации сигнала ошибки должна обеспечивать, по возможности, наибольшее усиление амплитуды регулирующего сигнала в полосе пропускания, и минимальное вне её. Подъем усиления амплитуды сигнала в полосе пропускания улучшает реакцию системы на переходные процессы и благоприятно сказывается на подавлении возмущающих систему воздействий. Уменьшение усиления за полосой пропускания повышает устойчивость системы к шумам.
6.1 Характеристика разомкнутого контура системы управления
Упрощенно разомкнутую петлю системы управления можно свести к схеме выходного LC-фильтра, изображённого на рисунке 26. Малосигнальная модель резонансного мостового преобразователя изображена на рисунке 28.
Амплитудно-частотная характеристика (далее АЧХ) обобщённой разомкнутой петли системы управления приведена на рисунке 27. Конкретные системы будут иметь свойственные им частоты FLC и FESR. Фазочастотная характеристика (далее ФЧХ) систем, компоненты выходного фильтра которых обладают ма-
Рисунок 26. Схема выходного LC-фильтра.
Рисунок 27. Качественный вид АЧХ и ФЧХ LC-фильтра.
Рисунок 28. Малосигнальная модель мостового преобразователя.
(71)
где GvD - отношение напряжения на выходе к скважности импульсов управления для резонансной мостовой схемы;
VIN [В] - напряжение на входе;
L [Гн] - индуктивность дросселя выходного LC- фильтра;
Co [Ф] - емкость конденсатора выходного LC- фильтра;
CoRESR [Ом] - ЭПС конденсатора выходного LC- фильтра;
[Ом] - приведенное сопротивление первичной обмотки силового трансформатора переменному току;
RDC [Ом] - сопротивление постоянному току дросселя L;
RLoad [Ом] - сопротивление нагрузки;
[Ом] – эквивалентное сопротивление параллельно включенных RLoad и CoRESR.
лыми величинами сопротивления индуктивности постоянному току и эквива-
лентного последовательного сопротивления конденсатора, будут характеризоваться резким разворотом фазы в окрестности частоты среза FLC. В то время как, АЧХ такой системы, в окрестности частоты среза FLC, будет испытывать возрастание. Как правило, системы, на выходе которых присутствует LC-
фильтр, обладающий малыми величинами паразитных сопротивлений, наиболее трудно поддаются компенсации ввиду того, что контур управления такими системами требует большего “ усиления фазы ”, необходимого для обеспечения требующегося запаса фазы и устойчивости системы.
