可变脉宽功率放大器在自动控制系统中的应用

在自动控制系统中,随动系统的低速平稳跟踪对于高精度的控制系统通常是一个比较突出的问题。由于伺服电机本身存在电压死区和静摩擦阻力矩,在一定的小信号控制时,经常会出现所谓“爬行”现象,即时停时转。这对于要求比较高的随动系统是很有害的。采用可变脉宽功率放大器作为随动系统的功率放大,能够很好地解决这个问题。本文根据实际试验结果进行初步地分析探讨。自动控制系统中的执行元件通常采用伺服电机。由于电机本身存在电压死区和静摩擦阻力矩,在一定的小控制信号作用下,常常出现所谓的“爬行”现象。即伺服电机在某一小信号时出现时转时停的现象。这对于高精度的随动系统是很有害的,它破坏了随动系统的低速平稳跟踪,造成系统失配。产生“爬行”现象的主要原因是电机的静摩擦阻力矩,负载越重静摩擦阻力矩也越大。采用可变脉宽功率放大器作为随动系统的功率放大,能够很好地解决这个问题。这是可变脉宽功率放大器的一个突出优点。此外,与其它类型的晶体管功率放大器相比,由于它是使晶体管工作在开关状态,所以功耗低,效率高。目前,这种类型的功率放大器在控制系统中的应用正在得到越来越广泛的重视。本文就可变脉宽功率放大器在控制系统应用中的几个主要问题进行初步分析探讨。假设功率放大器的负载是直流伺服电机 S—369,其额定电压为110伏,额定电流不大于0.9安,功率55瓦。考虑到系统的极限情况,要求功率放大器最大输出电压为110伏,最大输出电流为3安培,输出功率大于60瓦。