[实用新型]适用于组合式微电机的比例微分控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子控制装置领域，尤其是涉及一种适用于组合式微电机的比例微分控制系统。 

背景技术

微电机，全称“微型电动机”，是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机。微电机常用于控制系统或传动机械负载中，用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、执行或转换等功能。常见的组合式微电机是微电机与电子线路的组合，例如直流电动机与传感器的组合，X方向与Y方向直线电动机的组合等。 

运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。 

电子控制器可以根据事先给定的命令发出控制信息，使整个微型计算机指令执行过程一步一步地进行，是计算机的神经中枢。电子控制器按所用信号形式分为模拟调节器和数字控制器。数字控制器又分为顺序控制器和数字调节器。 

当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。 

比例微分控制系统由比例单元(P)和微分单元组成。其中比例控制用来控制当前，误差值和一个负常数P(表示比例)相乘，然后和预定的值相加。P只是在控制器的输出和系统的误差成比例的时候成立。这种控制器输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系。比如说，一个电热器的控制器的比例尺范围是10℃，它的预定值是20℃。那么它在10℃的时候会输出100％，在15℃的时候会输出50％，在19℃的时候输出10％，在误差是0的时候，控制器的输出也是0。在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。 

发明内容

本实用新型提供的是一种适用于组合式微电机的比例微分控制系统，比例微分控制器由运算放大器和电阻电容等电子元器件组成，可用于对组合式微电机转速控制。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

适用于组合式微电机的比例微分控制系统包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、运算放大器IC1、运算放大器IC2，运算放大器IC1的负极端与电阻R1的一端、电阻R2的一端、电容C1的一端相连，电阻R1的另一端和电容C1的另一端相连，运算放大器IC1的正极端接地，运算放大器IC1的输出端与电阻R2的另一端、电阻R3的一端相连，运算放大器IC2的负极端与电阻R3的另一端、电阻R4的一端相连，运算放大器IC2的正极端接地，运算放大器IC2的输出端与电阻R4的另一端相连。 

本实用新型的有益效果是，在精确数学计算的基础上设计的比例微分控制器，可以实现精确的比例微分控制，具有可移植性，可以应用到多种应用场合，同时由于该控制器是由运算放大器和电阻电容等电子元器件组成的，成本较低，且容易实现。 

附图说明

结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1本实用新型的比例微分控制网络和组合式微电机连接图示意图； 

图2为一种可能的比例微分控制网络电路图。 

图中1.C1电容，2.R1电阻，3.R2电阻，4.R3电阻，5.R4电阻，6.IC2运算放大器，7.IC1运算放大器 

具体实施方式