讨论带宽、低、中、高频段增益的选择原则及其原因-特种电源-世纪电源网社区

HolyFaith

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2010-7-25 09:27:19

作电源时，环路问题都要遇到带宽选择，和低中高频段的增益选择问题。一直当结论记住了，真正的原因是什么一直不明白，现在写什么，请大家一起讨论下
一般说低频段增益越高越好，可以提高输出精度，中频段必须是以-20DB穿过剪切频率，高频段斜率越大越好。
现在的问题是：（1）如果认为低频段的增益大，能将一个较小的误差经放大反馈回去，经比较将误差缩小，那高频段为什么不可以呢？为什么高频段部分是要将其衰减掉而不是也将其放大反馈回去呢？同理高频部分就可以将其衰减完事，那低频部分为什么不可以呢？
（2）带宽的选择，在剪切频率处，输入输出相等，也是信号放大与减小的分界线，既然闭环的目的是将误差放大回馈以减小消除误差，那直接将整个频段的全部放大岂不是更好，为何非要选择在开关频率的1/4到1/5处？还偏偏避开这个开关频率，躲得远远的。这个带宽大与小对系统有什么影响？

		2 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-7-26 15:25:29
		没人回？难道大家都不关心这个理论方面的研究吗？回复 \| 举报 \|

			3 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-7-26 16:01:17
			你好歹自己先谈谈自己的观点啊~ 回复 \| 举报 \|

				10 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-7-28 17:18:21
				下面每一个问题，我先谈了下我的看法，请老兄发话，我知道这是你的强项，你可得多解释一下啊。回复 \| 举报 \|

		4 magic magic 离线 LV6 高级工程师积分：1305 \| 主题：10 \| 帖子：301 访问空间发消息积分:1305 LV6 高级工程师 2010-7-26 19:02:43
		反馈问题比较复杂，目前为止还搞不懂，期待学习大师们的。。。回复 \| 举报 \|

		5 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-7-28 15:39:29
		接受2楼老兄的建议，先谈谈我的观点，当然也里面要包含问题了，请朋友们指出错误，或者帮忙解决我提出的疑问。谢谢回复 \| 举报 \|

		6 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-7-28 15:50:48
		带宽问题：在剪切频率处，输入输出相等，低于剪切频率部分，输出信号放大经反馈回路返回进行比较做出相应调整，高于剪切频率部分，回路将其信号幅值衰减，这部分信号基本不进行反馈比较。由于在开关频率处的谐波分量巨大，如果将其放大进行反馈调整的话，系统会处于震荡状态，所以要将其衰减，并远离截止频率。资料上说将其选在1/4或者1/5处。回复 \| 举报 \|

			25 lonelydragon lonelydragon 离线 LV2 本网技师积分：126 \| 主题：2 \| 帖子：10 访问空间发消息积分:126 LV2 本网技师 2012-9-17 11:31:53 倒数2
			带宽是对闭环来说的吧！怎么扯到环路剪切频率了？回复 \| 举报 \|

				26 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师最新回复 2012-9-17 11:42:52 倒数1
				总算找到点知音了 ~ 类似这样问的人不少。 https://bbs.21dianyuan.com/95708.html 回复 \| 举报 \|

		7 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-7-28 15:54:41
		低频直流增益，相当于PID控制的P，这个值大有利于减小稳态误差，提高输出精度，认为越大越好，但是在PID控制里，这个P过大了会导致震荡，这样二者是不是矛盾了？回复 \| 举报 \|

			11 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-8-11 09:16:17
			快、稳、准，一直都是我们追求的目标。就好比我们100米赛跑一样，想快速的跑向终点，又恰好想在终点处稳稳停住，那是不可能的。回复 \| 举报 \|

				13 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-11 10:45:50
				是的，那就得看怎么折中选取了回复 \| 举报 \|

		8 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-7-28 16:03:34
		中频增益，要以-20Db穿越剪切频率。相角裕度是在剪切频率处的相角滞后值与180（包括负反馈的180就是360）的差值。-20Db的斜率理论最大滞后是90°，要以-40Db穿越，理论最大值就是180°，可能出现的情况就是在剪切频率处的相角裕度合适，但是剪切频率附近的相角距180°（360°）就很接近了，有干扰的时候可能会到达180°（360°）了。而在幅值增益高于0的时候任何地方相角到达180°（360°）就会产生震荡。但问题是怎么计算的时候都是只计算剪切频率处的不管其他地方幅值增益高于0的地方呢？回复 \| 举报 \|

			12 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-8-11 09:18:40
			只计算剪切频率处的不管其他地方幅值增益高于0的地方对于最小相位系统而言，幅值特性和相频特性，是唯一对应的。只计算剪切频率处的增益，不用计算，已经可以确保剪切频率之内的增益大于零。回复 \| 举报 \|

				14 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-11 11:02:53
				谢谢张兄。上次说到带宽的选择，我看了下书。超调量随自振角频率增大而增大，随阻尼比的增大而减小。过渡过程随自振角频率的增大而减小，随阻尼比的增大而减小。在相位滞后上，阻尼比越大，相位滞后越小。这么看来，（1）自振角频率过大，超调过大；自振角频率过小，过渡过程过长。所以要折中选取。LC系统中转折频率就是自振角频率。转折频率处开始增益开始小于零，这个能不能看成对应的带宽，在带宽频率出增益开始为负，可不可以这么理解？（2）阻尼比越大，超调越小，过渡时间越短，相位滞后越小。如此看来，阻尼比是越大越好了，怎么书上说要要求在0.4到0.8之间，还说是兼顾什么与什么。这个感觉书上前些前后矛盾。不知道是我理解错了，还是怎么回事，请给个见解。谢谢回复 \| 举报 \|

					15 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-8-11 12:54:25
					1）、问题1是可以那么理解的。但一个控制系统中的某一环节，出现这个，并不代表完整系统的开环传递函数，在带宽频率处出现负增益。 2）、阻尼比越大，超调越小，过渡时间越短，相位滞后越小。这句话是没错。但你后半段的推理就没有道理了。从上面这句话，如何得出阻尼比越大越好的结论呢？阻尼比大了，峰值响应时间就长了。虽然提高了响应的平稳性，但降低了响应的快速性。调节时间、超调都可以看作是平稳方面的指标，而峰值时间，是快速方面的指标。你想想看，一个大惯性环节，是不是没有超调？但它的响应非常慢。对于典型二阶欠阻尼环节而言，阻尼比跟主导极点到原点的正切值有关。而这个正切值，就决定了系统的快速和平稳。回复 \| 举报 \|

						16 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-11 13:52:48
						第一点，我明白你的意思。暂不继续。这里重点请教第二个问题：阻尼比越大，超调越小，过渡时间越短，这些是稳态的。但是在自振角频率一定时，峰值时间也是随阻尼比的增大而减小啊，怎么能说峰值时间变长了。回复 \| 举报 \|

							17 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-8-11 17:35:53 倒数10
							哦~ 是我表达失误。应该是峰值时间变短了，响应时间变快了。回复 \| 举报 \|

								18 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-11 17:47:10 倒数9
								既然如此，请老兄说下阻尼比大的缺点，谢谢回复 \| 举报 \|

									19 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-8-11 17:49:47 倒数8
									阻尼比大，峰值时间长，响应慢阿。我在上面的那个帖子中，整个推理是正确的。只是写错了。 r.pdf 2010-8-11 17:49 上传点击文件名下载附件 153.76 KB, 下载次数: 273 回复 \| 举报 \|

										20 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-11 20:11:35 倒数7
										容我再看书学习一下回复 \| 举报 \|

		9 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-7-28 16:05:55
		高频部分，就在回路中将其衰减了，斜率越大，高频衰减的越快，谐波部分衰减的越干净回复 \| 举报 \|

			21 credible-w credible-w 离线 LV3 助理工程师积分：255 \| 主题：6 \| 帖子：79 访问空间发消息积分:255 LV3 助理工程师 2011-3-3 11:22:05 倒数6
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				22 kob1981520 kob1981520 离线 LV6 高级工程师积分：941 \| 主题：1 \| 帖子：229 访问空间发消息积分:941 LV6 高级工程师 2011-6-13 23:00:45 倒数5
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		23 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2011-6-14 09:58:33 倒数4
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		24 hlj39001 hlj39001 离线 LV3 助理工程师积分：228 \| 主题：2 \| 帖子：11 访问空间发消息积分:228 LV3 助理工程师 2012-5-8 13:16:29 倒数3
		老兄，这两个问题搞清楚了没有啊？特别是第一个，我一直也有这样的疑问。回复 \| 举报 \|