時間:2017-12-12 10:20:33來æºï¼šç¶²çµ¡è½‰è¼‰
1引言
ç›´æµä¼ºæœé›»æ©Ÿå…·æœ‰éŸ¿æ‡‰å¿«ã€ä½Žé€Ÿå¹³ç©©æ€§å¥½ã€èª¿é€ŸèŒƒåœå¯¬ç‰ç‰¹é»žï¼Œå› 而常常用于實ç¾ç²¾å¯†èª¿é€Ÿå’Œä½ç½®æŽ§åˆ¶çš„隨動系統ä¸ï¼Œåœ¨å·¥æ¥ã€åœ‹é˜²å’Œæ°‘用ç‰é ˜åŸŸå…§å¾—到廣泛應用,特別是在ç«ç‚®ç©©å®šç³»çµ±ã€è‰¦è¼‰å¹³è‡ºã€é›·é”å¤©ç·šã€æ©Ÿå™¨äººæŽ§åˆ¶ç‰å ´åˆã€‚盡管交æµä¼ºæœé›»æ©Ÿçš„ç™¼å±•ç›¸ç•¶è¿…é€Ÿï¼Œä½†åœ¨é€™äº›é ˜åŸŸå…§é‚„é›£ä»¥å–代直æµä¼ºæœé›»æ©Ÿã€‚
傳統的直æµèª¿é€Ÿç³»çµ±åŒ…å«2個å饋環路,å³é€Ÿåº¦ç’°å’Œé›»æµç’°ï¼Œé‡‡ç”¨æ¸¬é€Ÿæ©Ÿã€é›»æµå‚³æ„Ÿå™¨(éœçˆ¾å™¨ä»¶)åŠæ¨¡æ“¬é›»å線路實ç¾é€Ÿåº¦çš„閉環控制。ç¾ä»£æ•¸å—ç›´æµä¼ºæœæŽ§åˆ¶å‰‡é‡‡ç”¨é«˜é€Ÿæ•¸å—信號處ç†å™¨(DSP),直接å°é€Ÿåº¦å’Œé›»æµä¿¡è™Ÿé€²è¡Œé‡‡æ¨£ï¼Œé€šéŽè»Ÿä»¶å¯¦ç¾æ•¸å—æ¯”è¼ƒã€æ•¸å—調節é‹ç®—(æ•¸å—æ¿¾æ³¢)ã€æ•¸å—脈寬調制ç‰å„種功能,從而實ç¾å°é€Ÿåº¦çš„ç²¾ç¢ºæŽ§åˆ¶ã€‚äºŒè€…ç›¸æ¯”ï¼Œæ¨¡æ“¬èª¿é€Ÿç³»çµ±çµæ§‹ç°¡å–®ã€æˆæœ¬ä½Žã€å¯é æ€§é«˜ï¼Œä½†èª¿è©¦è¼ƒå¾©é›œï¼Œå› ç‚ºå…¶é›»è·¯åƒæ•¸çš„修改往往需è¦ç¡¬ä»¶ä¸Šçš„æ”¹å‹•;而數å—èª¿é€Ÿç³»çµ±çµæ§‹å¾©é›œã€æˆæœ¬é«˜ï¼Œä½†æ˜¯èª¿é€Ÿç²¾åº¦å¾ˆé«˜ã€èª¿è©¦éŽç¨‹ä¹Ÿè¼ƒå®¹æ˜“,調速系統的性能å¯ä»¥ç”±è»Ÿä»¶é€²è¡ŒæŽ§åˆ¶ã€‚
æœ¬æ–‡ä»‹ç´¹ä¸€ç¨®æ–¹æ³•ï¼Œä»‹äºŽæ¨¡æ“¬èª¿é€ŸåŠæ•¸å—調速二者之間,å³é‡‡ç”¨å¯ç·¨ç¨‹æ¨¡æ“¬å™¨ä»¶(ispPAC10)å¯¦ç¾æ¨¡æ“¬èª¿é€Ÿç³»çµ±ï¼Œç³»çµ±çš„é›»è·¯åƒæ•¸å¯ä»¥é€šéŽè»Ÿä»¶é€²è¡Œèª¿æ•´ï¼Œå¹¶ä¸”å¯ä»¥å°å»ºç«‹çš„系統模型進行仿真。采用這種方法å°åŽŸæœ‰çš„ç›´æµèª¿é€Ÿå™¨ä¸€ç¨®CCD相機的自動變焦系統進行改進,å–得了很好的效果。
2模擬直æµèª¿é€Ÿç³»çµ±çš„組æˆå’Œå·¥ä½œåŽŸç†
模擬調速系統一般是由2個閉環構æˆçš„,既速度閉環和電æµé–‰ç’°ï¼Œç‚ºä½¿äºŒè€…èƒ½å¤ ç›¸äº’å”調ã€ç™¼æ®ä½œç”¨ï¼Œåœ¨ç³»çµ±ä¸è¨ç½®äº†2個調節器,分別調節轉速和電æµã€‚2個åé¥‹é–‰ç’°åœ¨çµæ§‹ä¸Šé‡‡ç”¨ä¸€ç’°å¥—ä¸€ç’°çš„åµŒå¥—çµæ§‹ï¼Œé€™å°±æ˜¯æ‰€è¬‚çš„é›™é–‰ç’°èª¿é€Ÿç³»çµ±ï¼Œä»–å…·æœ‰å‹•æ…‹éŸ¿æ‡‰å¿«ã€æŠ—å¹²æ“¾èƒ½åŠ›å¼·ç‰å„ªé»žï¼Œå› 而得到廣泛地應用。圖1æ˜¯ç³»çµ±çš„çµæ§‹æ¡†åœ–,其ä¸ASR,ACR分別是速度和電æµèª¿ç¯€å™¨ï¼Œé€šå¸¸æ˜¯ç”±æ¨¡æ“¬é‹æ”¾æ§‹æˆPI或PID電路;信號調ç†ä¸»è¦æ˜¯å°åé¥‹ä¿¡è™Ÿé€²è¡Œæ¿¾æ³¢ã€æ”¾å¤§ã€‚考慮到直æµé›»æ©Ÿçš„æ•¸å¸æ¨¡åž‹ï¼Œæ¨¡æ“¬èª¿é€Ÿç³»çµ±å‹•態傳éžå‡½æ•¸é—œç³»å¦‚圖2所示。
以速度調節器ASR為例,其線路原ç†å¦‚圖3(a)所示,其ä¸Zin(S)表示輸入網絡的復數阻抗,Zf(S)表示å饋網絡的復數阻抗。
å³èª¿ç¯€å™¨çš„傳éžå‡½æ•¸ç‰äºŽå饋網絡與輸入網絡復數阻抗之比。所以,改變Zf(S)å’ŒZin(S),就å¯ä»¥ç²å¾—所需è¦çš„傳éžå‡½æ•¸ï¼Œä»¥æ»¿è¶³ç³»çµ±å‹•æ…‹æ ¡æ£çš„需è¦ã€‚圖3(b)所示的PIèª¿ç¯€å™¨ï¼Œå…¶å‹•æ…‹çµæ§‹å¦‚圖4所示。
å…¶ä¸ï¼š
在模擬調速系統的調試éŽç¨‹ä¸ï¼Œå› é›»æ©Ÿçš„åƒæ•¸æˆ–è² è¼‰çš„æ©Ÿæ¢°ç‰¹æ€§èˆ‡ç†è«–值有較大差異,往往需è¦é »ç¹æ›´æ›R,Cç‰å…ƒä»¶ä¾†æ”¹è®Šé›»è·¯åƒæ•¸ï¼Œä»¥ç²å¾—é æœŸçš„動態性能指標,這樣åšèµ·ä¾†éžå¸¸éº»ç…©ï¼Œå¦‚果采用å¯ç·¨ç¨‹æ¨¡æ“¬å™¨ä»¶æ§‹æˆèª¿ç¯€å™¨é›»è·¯ï¼Œç³»çµ±åƒæ•¸å¦‚增益ã€å¸¶å¯¬ç”šè‡³é›»è·¯çµæ§‹éƒ½å¯ä»¥é€šéŽè»Ÿä»¶é€²è¡Œä¿®æ”¹ï¼Œèª¿è©¦èµ·ä¾†å°±éžå¸¸æ–¹ä¾¿äº†ã€‚下é¢ä»¥åœ–3所示PI調節器為例,說明如何應用å¯ç·¨ç¨‹æ¨¡æ“¬å™¨ä»¶-ispQAC10å¯¦ç¾æ¨¡æ“¬èª¿ç¯€å™¨é›»è·¯ã€‚
3å¯¦ç¾æ–¹æ³•
3.1ispPAC10簡介
ispPAC10是Latticeå…¬å¸ç”Ÿç”¢çš„一種在系統å¯ç·¨ç¨‹æ¨¡æ“¬å™¨ä»¶ï¼Œé‡‡ç”¨éžæ˜“失性E2CMOSå·¥è—,其內部的模擬部件塊“PACblocksâ€ç„¡éœ€å¤–接電阻ã€é›»å®¹ç‰å…ƒä»¶ï¼Œä¾¿å¯ä»£æ›¿å‚³çµ±çš„æ¨¡æ“¬é›»è·¯ï¼Œå¦‚é‹ç®—æ”¾å¤§å™¨ã€æ¿¾æ³¢å™¨ç‰ï¼›é€šéŽè»Ÿä»¶ç·¨ç¨‹ï¼Œå¯å¯¦ç¾é›»è·¯çš„è¨è¨ˆå’Œä¿®æ”¹ï¼Œæ¥µå¤§åœ°ç¸®çŸäº†é–‹ç™¼ã€èª¿è©¦å‘¨æœŸï¼Œå…·æœ‰å¾ˆé«˜çš„æ€§èƒ½åƒ¹æ ¼æ¯”。Latticeå…¬å¸ç‚ºé–‹ç™¼ispPAC10而æä¾›çš„集æˆè»Ÿä»¶åŒ…PACDesigneråŠŸèƒ½å¼·å¤§ã€æ˜“叿˜“用,å¯ä»¥åœ¨ç¶²ä¸Šä¸‹è¼‰ã€‚ispPAC10內部包å«4個模擬部件塊-å…§éƒ¨çµæ§‹å¦‚圖5所示。
PACblock電路原ç†åœ–如圖6(a)所示,圖6(b)是PAC-Designer軟件包ä¸PACblock的表示。
 其傳éžå‡½æ•¸é—œç³»å¦‚下:
這樣,å¼(3)é‚„å¯ä»¥å¯«æˆå¦‚下形å¼ï¼š
通éŽå¼(4)ã€å¼(5)以åŠåœ–6(b),å¯ä»¥çœ‹å‡ºPACblockæ¨¡å¡Šå…·æœ‰æ¯”ä¾‹ã€æ±‚å’Œã€ç©åˆ†ã€æ¿¾æ³¢ç‰åŸºæœ¬é‹ç®—功能,而1片ispPAC10包å«4個PACblock模塊,æ¯å€‹æ¨¡å¡Šéƒ½æœ‰2組差動輸入ã€1路差動輸出。
將這4部分é©ç•¶åœ°é€£æŽ¥ï¼Œä¾¿å¯å½¢æˆè¼ƒå¾©é›œçš„æ¨¡æ“¬é›»è·¯ã€‚
3.2ispPAC10實ç¾èª¿ç¯€å™¨é›»è·¯
以圖(3)所示具體電路為例,è¨R0=10kΩ,C0=0.15μF,Rf=40kΩ,Cf=0.5μF,其傳éžå‡½æ•¸å¦‚圖7所示
為了用ispPAC10實ç¾ä¸Šè¿°çµæ§‹ï¼Œéœ€å°‡å…¶è®Šæˆåœ–8所示的形å¼ã€‚
ç¾åœ¨å¯ä»¥ç”¨ispPAC10直接實ç¾ä¸Šè¿°èª¿ç¯€å™¨ï¼Œå…·é«”電路如圖9所示,其ä¸é‹æ”¾çš„增益ã€é›»å®¹çš„å–值是通éŽè»Ÿä»¶PAC-Designerè¨å®šçš„。
4çµèªž
用å¯ç·¨ç¨‹æ¨¡æ“¬å™¨ä»¶å¯ä»¥å¾ˆæ–¹ä¾¿åœ°è¨è¨ˆã€å¯¦ç¾æ¨¡æ“¬é›»è·¯ã€‚用他è¨è¨ˆæ¨¡æ“¬èª¿é€Ÿé›»è·¯ï¼Œé›»è·¯çš„åƒæ•¸ã€çµæ§‹éƒ½å¯ä»¥é€šéŽè»Ÿä»¶é€²è¡Œèª¿æ•´ï¼Œä½¿èª¿è©¦éŽç¨‹è®Šå¾—éžå¸¸ç°¡å–®ã€‚éœ€è¦æ³¨æ„的是這一類器件工作電壓一般ä¸è¶…éŽ5V,ispPAC10工作電壓為+5Vï¼Œå› æ¤è¼¸å…¥ä¿¡è™Ÿä¸èƒ½å¤ªå¤§ï¼Œç›®å‰é‚„åªèƒ½ç”¨äºŽå°ä¿¡è™Ÿæ¨¡æ“¬é›»è·¯ä¸ï¼Œç›¡ç®¡å¦‚æ¤ï¼Œå…¶ç™¼å±•剿™¯ä»ç„¶éžå¸¸èª˜äººã€‚
ç¾åœ¨å¯ä»¥ç”¨ispPAC10直接實ç¾ä¸Šè¿°èª¿ç¯€å™¨ï¼Œå…·é«”電路如圖9所示,其ä¸é‹æ”¾çš„增益ã€é›»å®¹çš„å–值是通éŽè»Ÿä»¶PAC-Designerè¨å®šçš„。
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