一种快速积分退饱和模拟电路的制作方法

专利检索2026-07-27  4


本发明涉及自动控制,尤其是涉及一种快速积分退饱和模拟电路。


背景技术:

1、积分饱和是指在pid控制器或其他积分控制器中,设定值发生较大变化,积分项在上升过程中积累了大量的误差,造成积分饱和并产生较大的过冲。当出现积分饱和现象时,若不能快速退饱和,会使输出严重超调,给后级负载带来危害。

2、在数字电路中,通常采用积分限幅法、积分分离法、反馈抑制抗饱和法等算法进行抗积分饱和。积分限幅法是当积分项输出达到输出限幅值时,即停止积分项的计算。积分分离法是在偏差大时不积分,仅当偏差的绝对值小于预定的门限值时才进行积分累积。反馈抑制抗饱和法是将超出限幅的部分乘以一个抗饱和积分系数再反馈到积分控制器。上述积分退饱和方法需要实时采集数据进行复杂的计算,计算复杂度高。

3、对于模拟电路无法进行实时采样判断,上述方法在模拟电路中较难实现,大多依赖于复杂的电路结构。


技术实现思路

1、为了降低退饱和电路的复杂度,本方案提出一种快速积分退饱和模拟电路,通过在反馈控制系统中提供输出反馈超前支路,提前积分器退饱和时间,通过二极管提供大的退饱和电流路径可以加速积分器退饱和速度,无需复杂的控制电路,电路结构简单可靠。

2、本发明的提供的一种快速积分退饱和模拟电路,包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一二极管和积分控制电路,第一电阻和第二电阻连接,第一电阻的一端连接输出电压正极,第二电阻的一端连接输出电压负极;第三电阻和第一电容串联后并联在第一电阻两端;第一二极管的正极连接第一电阻和第二电阻的公共端,第一二极管的负极连接积分控制电路的反馈输入端。

3、可选地,在本发明提供的快速积分退饱和模拟电路中,积分控制电路包括运放器、积分器、第四电阻和第五电阻,第一电阻和第二电阻公共端输出的反馈电压通过第四电阻连接运放器的反相输入端,参考电压通过第五电阻连接运放器的同相输入端,积分器连接在运放器反相输入端和输出端之间,用于提供误差补偿;积分器由电容器构成。

4、可选地,在本发明提供的快速积分退饱和模拟电路中,当积分器饱和,在输出电压上升的过程中,当输出反馈电压大于参考电压时,积分器开始退饱和。

5、可选地,在本发明提供的快速积分退饱和模拟电路中,当反馈电压小于参考电压与第一二极管的导通电压之和时,第一二极管不导通,退饱和电流为:(vfb-vref)/r4,其中,vfb为反馈电压,vref为参考电压,r4为第四电阻的阻值。

6、可选地,在本发明提供的快速积分退饱和模拟电路中,当反馈电压大于参考电压与第一二极管的导通电压之和时,第一二极管导通,由第一二极管给积分器提供退饱和电流,退饱和电流为:(vfb-vref)/r4+(vo-vfb)/(r1//(r3+1/jwc1))-vfb/r2,其中,vfb为反馈电压,vref为参考电压,vo为输出电压,c1为第一电容的电容值,r1为第一电阻的阻值,r2为第二电阻的阻值,r3为第三电阻的阻值,r4为第四电阻的阻值, //表示并联。

7、可选地,在本发明提供的快速积分退饱和模拟电路中,第三电阻和第一电容构成输出反馈超前支路,用于在输出电压上升的过程中提供低阻抗路径。

8、可选地,在本发明提供的快速积分退饱和模拟电路中,第一二极管用于在反馈电压增大使第一二极管导通时,提供退饱和电流路径。

9、根据本发明提供的快速积分退饱和模拟电路,通过在反馈控制系统中提供输出反馈超前支路,提前积分器退饱和时间,通过二极管提供大的退饱和电流路径可以加速积分器退饱和速度,无需复杂的控制电路,电路结构简单可靠,使系统更快地恢复到稳定状态,并减少过冲现象的产生。

10、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。



技术特征:

1.一种快速积分退饱和模拟电路,其特征在于,包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一二极管和积分控制电路,所述第一电阻和第二电阻连接,所述第一电阻的一端连接输出电压正极,所述第二电阻的一端连接输出电压负极;所述第三电阻和第一电容串联后并联在所述第一电阻两端;所述第一二极管的正极连接所述第一电阻和第二电阻的公共端,第一二极管的负极连接所述积分控制电路的反馈输入端。

2.根据权利要求1所述的快速积分退饱和模拟电路,其特征在于,所述积分控制电路包括运放器、积分器、第四电阻和第五电阻,所述第一电阻和第二电阻公共端输出的反馈电压通过第四电阻连接运放器的反相输入端,参考电压通过第五电阻连接运放器的同相输入端,积分器连接在运放器反相输入端和输出端之间,用于提供误差补偿;所述积分器由电容器构成。

3.根据权利要求2所述的快速积分退饱和模拟电路,其特征在于,当积分器饱和,在输出电压上升的过程中,当输出反馈电压大于参考电压时,积分器开始退饱和。

4.根据权利要求3所述的快速积分退饱和模拟电路,其特征在于,当反馈电压小于参考电压与第一二极管的导通电压之和时,第一二极管不导通,退饱和电流为:(vfb-vref)/r4,其中,vfb为反馈电压,vref为参考电压,r4为第四电阻的阻值。

5.根据权利要求3所述的快速积分退饱和模拟电路,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的快速积分退饱和模拟电路,其特征在于,所述第三电阻和第一电容构成输出反馈超前支路,用于在输出电压上升的过程中提供低阻抗路径。

7.根据权利要求1所述的快速积分退饱和模拟电路,其特征在于,所述第一二极管用于在反馈电压增大使第一二极管导通时,提供退饱和电流路径。


技术总结
本申请公开了一种快速积分退饱和模拟电路,包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一二极管和积分控制电路,第一电阻和第二电阻连接,第一电阻的一端连接输出电压正极,第二电阻的一端连接输出电压负极;第三电阻和第一电容串联后并联在第一电阻两端;第一二极管的正极连接第一电阻和第二电阻的公共端,第一二极管的负极连接积分控制电路的反馈输入端。本方案能够提高积分退饱和速度,降低积分退饱和电路的复杂度。

技术研发人员:王杰,刘弘耀,钱城晖,毛赛君
受保护的技术使用者:忱芯科技(上海)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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