相位补偿控制 _生活百科

相位补偿控制【相位补偿控制】相位补偿控制（Phase-compensation control）是指基于不变性原理组成的通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的自动控制。
基本介绍中文名：相位补偿控制
外文名：Phase-compensation control
涉及学科：信息科学
基于：不变性原理
通过：控制触发脉冲的相位
套用：自动化
补偿控制基于不变性原理组成的自动控制称为补偿控制，它实现了系统对全部干扰或部分干扰的补偿。按其结构的不同，补偿控制系统一般有前馈控制系统和大迟延过程系统两种。补偿控制系统广泛套用于工业生产过程、医学、心理学、军事、电机、计算机等领域。前馈控制是以不变性原理为理论基础的一种控制方法，属开环控制系统。常用的前馈控制系统有单纯前馈控制系统、前馈 -反馈控制系统和前馈 -串级控制系统等三种结构形式。大迟延系统的解决方法很多，最简单的是利用常规控制器。主要採用常规 PID 的变形方案，如微分先行控制方案和中间微分控制方案等。相位控制在供电电压全周或半周内，使电流开始流通的瞬时起变化的过程。在此过程中电流通过零值左右就停止。通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小，简称相控方式。例如：可控整流电路中，调节触发信号触发角a，可控制输出电压Ud的大小。对应的还有斩波控制、SPWM控制。相位补偿控制简介作用1. 改变反馈网路相移，补偿运放相位滞后2. 补偿运放输入端电容的影响（其实最终还是补偿相位……）因为我们所用的运放都不是理想的。一般实际使用的运算放大器对一定频率的信号都有相应的相移作用，这样的信号反馈到输入端将使放大电路工作不稳定甚至发生振荡，为此必须加相应的电容予以一定的相位补偿。在运放内部一般内置有补偿电容，当然如果需要的话也可在电路中外加，至于其值取决于信号频率和电路特性。

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运动补偿电容一般线性工作的放大器(即引入负反馈的放大电路)的输入寄生电容Cs会影响电路的稳定性，其补偿措施见图。放大器的输入端一般存在约几皮法的寄生电容Cs，这个电容包括运放的输入电容和布线分布电容，它与反馈电阻Rf组成一个滞后网路，引起输出电压相位滞后，当输入信号的频率很高时，Cs的旁路作用使放大器的高频回响变差，其频带的上限频率约为：ωh=1/(2πRfCs)若Rf的阻值较大，放大器的上限频率就将严重下降，同时Cs、Rf引入的附加滞后相位可能引起寄生振荡，因而会引起严重的稳定性问题。对此，一个简单的解决方法是减小Rf的阻值，使ωh高出实际套用的频率範围，但这种方法将使运算放大器的电压放大倍数下降(因Av=-Rf/Rin) 。为了保持放大电路的电压放大倍数较高，更通用的方法是在Rf上并接一个补偿电容Cf，使RinCf网路与RfCs网路构成相位补偿。RinCf将引起输出电压相位超前，由于不能準确知道Cs的值，所以相位超前量与滞后量不可能得到完全补偿，一般是採用可变电容Cf，用实验和调整Cf的方法使附加相移最小。若Rf=10kΩ,Cf的典型值丝边3～10pF 。对于电压跟随器而言，其Cf值可以稍大一些。

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对于许多集成运算放大电路，若输出负载电容CL的值比100pF大很多，由于输出电容(包括寄生电容)与输出电阻将造成附加相移，这个附加相移的累加就可能产生寄生振荡，使放大器工作严重不稳定。解决这一问题的方法是在运放的输出端串联一个电阻Ro，使负载电容CL与放大电路相隔离，如图所示，在Ro的后面接反馈电阻Rf，这样可以补偿直流衰减，加反馈电容Cf会降低高频闭环电压放大倍数，Cf的选取方法是：使放大电路在单位增益频率fT时的容抗Xcf≤Rf/10，又Xf=l/(2πfTCf)，一般情况下，Ro=50～200Ω，Cf约为3～10pF 。除了上述不稳定因素之外，还存在其他一些不稳定因素，有些是来自集成晶片自身。有些是源于系统电路(例如电源的内阻抗的耦合问题) 。有时使用很多方法都难以解决不稳定问题，但採用适当的补偿方法后可使问题迎刃而解。例如。当放大器不需要太宽的频带和最佳转换速率时，对集成运放採用过补偿的方法会取得很好的效果，如将补偿电容增加9倍或为实现稳定性所需要的倍数，对μA301型运放而言，其效果一般都较好。原理设被控对象受到干扰 Di(t) 的作用时，被控变数 y(t)的不变性可表示为：当 Di(t)≠0 时，则 y(t)=0 (i=l,2,…,n) ，即被控变数 y(t)与干扰 Di(t) 独立无关。基于不变性原理组成的自动控制称为补偿控制，它实现了系统对全部干扰或部分干扰的不变性，实质上是一种按照扰动进行补偿的开环系统。补偿控制首先求出满足性能指标的控制规律，然后在系统中增加补偿控制器，来改变控制器的回响，从而使整个系统获得期望的性能指标。分类前馈补偿（1）按控制量补偿：将控制输入量R(S)经过处理(Gc(S))后，直接向前传递，并与主控制器的输出进行叠加。控制信号直接作用到被控对象，构成开环控制的补偿。