[實用新型]適用于組合式微電機的比例微分控制系統

有效

• 申請號: 201320279510.8
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN203287794U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 吳寶洲;董如良;許力
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62;G05B11/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電子控制裝置領域，尤其是涉及一種適用于組合式微電機的比例微分控制系統。?

背景技術

微電機，全稱“微型電動機”，是指直徑小于160mm或額定功率小于750W的電機。微電機常用于控制系統或傳動機械負載中，用于實現機電信號或能量的檢測、解析運算、放大、執行或轉換等功能。常見的組合式微電機是微電機與電子線路的組合，例如直流電動機與傳感器的組合，X方向與Y方向直線電動機的組合等。?

運算放大器是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。由于早期應用于模擬計算機中，用以實現數學運算，故得名“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在半導體芯片當中。隨著半導體技術的發展，大部分的運放是以單芯片的形式存在。運放的種類繁多，廣泛應用于電子行業當中。?

電子控制器可以根據事先給定的命令發出控制信息，使整個微型計算機指令執行過程一步一步地進行，是計算機的神經中樞。電子控制器按所用信號形式分為模擬調節器和數字控制器。數字控制器又分為順序控制器和數字調節器。?

當今的自動控制技術都是基于反饋的概念。反饋理論的要素包括三個部分：測量、比較和執行。測量關心的變量，與期望值相比較，用這個誤差糾正調節控制系統的響應。?

比例微分控制系統由比例單元(P)和微分單元組成。其中比例控制用來控制當前，誤差值和一個負常數P(表示比例)相乘，然后和預定的值相加。P只是在控制器的輸出和系統的誤差成比例的時候成立。這種控制器輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例關系。比如說，一個電熱器的控制器的比例尺范圍是10℃，它的預定值是20℃。那么它在10℃的時候會輸出100％，在15℃的時候會輸出50％，在19℃的時候輸出10％，在誤差是0的時候，控制器的輸出也是0。在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關系。自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。其原因是由于存在有較大慣性組件(環節)或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。?

發明內容

本實用新型提供的是一種適用于組合式微電機的比例微分控制系統，比例微分控制器由運算放大器和電阻電容等電子元器件組成，可用于對組合式微電機轉速控制。?

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：?

適用于組合式微電機的比例微分控制系統包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、運算放大器IC1、運算放大器IC2，運算放大器IC1的負極端與電阻R1的一端、電阻R2的一端、電容C1的一端相連，電阻R1的另一端和電容C1的另一端相連，運算放大器IC1的正極端接地，運算放大器IC1的輸出端與電阻R2的另一端、電阻R3的一端相連，運算放大器IC2的負極端與電阻R3的另一端、電阻R4的一端相連，運算放大器IC2的正極端接地，運算放大器IC2的輸出端與電阻R4的另一端相連。?

本實用新型的有益效果是，在精確數學計算的基礎上設計的比例微分控制器，可以實現精確的比例微分控制，具有可移植性，可以應用到多種應用場合，同時由于該控制器是由運算放大器和電阻電容等電子元器件組成的，成本較低，且容易實現。?

附圖說明

結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。?

圖1本實用新型的比例微分控制網絡和組合式微電機連接圖示意圖；?

圖2為一種可能的比例微分控制網絡電路圖。?

圖中1.C1電容，2.R1電阻，3.R2電阻，4.R3電阻，5.R4電阻，6.IC2運算放大器，7.IC1運算放大器?

具體實施方式