在本章中,我們將重點介紹一種基于使用前一章中介紹的方法的獲得測量值的方法。
一、方法
我們可以使用數學程序來處理通過測量獲得的數據。
如果測量是開環傳遞函數(或相反),我們可以通過去除用于測量的補償器(和縮放)來計算被控對象傳遞函數。
我們可以使用 Christophe Basso 等書中解釋的方法或手動放置極點和零點來設計新的補償器。 我們獲得了一個新的補償器(和縮放)傳遞函數。
使用該函數,我們將拉普拉斯表達式與被控對象傳遞函數的表達式相乘(或者我們總結 dB 圖)以獲得新的開環傳遞函數并提取新的穩定性標準(增益和相位裕度)。
二、舉例
這是一個開環測量。
圖 27. 開環測量結果
這種測量是通過一個非常低的帶寬反饋回路完成的,以確保產品的穩定性。 它是使用網絡分析儀 HP4194A 測量的。我們通過去除補償器和用于測量的比例因子來評估傳遞函數。
圖 28. 傳遞函數
我們設計了一個新的補償器來滿足我們想要的穩定性標準。這是(測量的和模擬的)補償器(具有相似的比例因子)之間的比較。
圖 29. 補償器設計結果
我們將新的補償器(和比例因子)應用于工廠以獲得新的開環傳遞函數來驗證穩定性標準。
在下圖中,我們可以比較(測量的和模擬的)開環響應。
圖 30. 優化前后的開環
新的相位裕度略高于 60°。 我們優化了開環相位裕度并提高了系統穩定性。在下面的 Black-Nichols 圖中,如果設備增益在 + 或 -10 dB 之間變化,我們可以很容易地看到相位裕度將高于 45°。 這提供了良好的魯棒性。
圖 31. 在 Black-Nichols 中優化的開環
后續會將仿真和分析文件分享給大家。