4 用于 ATRK 被控對象的模擬控制器

為了改善 ATRK 被控對象的響應(yīng)并調(diào)節(jié)輸出電流，需要使用最優(yōu)控制器設(shè)計閉環(huán)系統(tǒng)。為了補償被控對象極點的影響，此處選擇了運算跨導(dǎo)放大器 (OTA) 2 類控制器（請參閱揭秘對直流/直流轉(zhuǎn)換器使用運算放大器和 OTA 的 II 類和 III 類補償器）。該控制器具有兩個極點和一個零點。圖 4-1 展示了為模擬電壓跟蹤被控對象設(shè)計的模擬控制器。在為 ATRK 被控對象設(shè)計控制器時，需要注意的是，控制器帶寬應(yīng)小于 Comp 引腳補償?shù)膸挕?/p>

此外，控制器需要滿足奈奎斯特標準（控制器帶寬應(yīng)小于微控制器 ADC 采樣頻率的一半）。因此，在微控制器 ADC 采樣頻率配置為 10kHz 時，此處選擇了 3.7KHz 的濾波器帶寬（COMP 引腳補償?shù)膸挒?135kHz）。控制器的傳遞函數(shù)如Equation 2 所示。所開發(fā)模擬控制器的極點位于 0Hz 和 3.6923kHz，零點位于 1.0256kHz。控制器的頻率分析如圖 4-2 所示。

其中 R₁₉ = 15kΩ，C₁₃ = 65nF，C₁₄ = 20nF 且 g_m = 600μS

使用設(shè)計的控制器時，模擬電壓跟蹤系統(tǒng)的環(huán)路增益 (O = C (s)×P (s)×K) 如Equation 4 所示。環(huán)路增益的頻率響應(yīng)如圖 4-3 所示。