ZESZYTY N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L I S K I E J Seria: A U T O M A T Y K A z. 66
1983 N r kol. 7 5 2
Jurand S O B C Z Y K
Centrum N a u k o w o - P r o d u k c y J n e
E l e k t r o t e c h n i k i i A u t o m a t y k i G ó r n i c z e j EMAG - K a t o w i c e
W ŁASNOŚCI O Y N A M I C Z N E I N T E G R A C Y J N Y C H P R Z E T W O R N I K Ó W NAPIJCIE - C Z ą S T O T L I W O Ś Ć
St r e s z c2e n l e . W a r t y k u l e p r z e d s t a w i o n o w ł a s n o ś c i d y n a m i c z n e p o d - s t a w o w y c h r o d z a j ó w p r z e t w o r n i k ó w n a p i ę c i e - c z ę s t o t l i w o ś ć . A n a l i z ę p r z e p r o w a d z o n o m e t o d ę t r a n z y c j i stanów.
i. Wstj£
P o w s z e c h n e w p r o w a d z e n i e do p r a k t y k i p r z e m y s ł o w e j c y f r o w y c h s y s t e m ó w s t e r o wan ia w y m a g a m i ę d z y i n n y m i o p r a c o w a n i a s z e r o k i e g o z e s t a w u p r z e t w o r ników p o m i a r o w y c h z w y j ś c i a m i c y f r o w y m i . J e d n y m ze s p o s o b ó w u z y s k i w a n i a postaci c y f r o w e j s y g n a ł u Jest p o ś r e d n i e p r z e k s z t a ł c e n i e w i e l k o ś c i a n a l o gowej w c i ę g i m p u l s ó w . F u n k c j ę tę s p e ł n i a p r z e t w o r n i k n a p i ę c i e - c z ę s t o t l i - wość (U-f).
O uż ę z a l e t ę s y g n a ł u w p o s t a c i c i ę g u i m p u l s ó w jest m o ż l i w o ś ć p r z e s y ł a nia i n f o r m a c j i na o d l e g ł o ś ć o r a z ła t w o ś ć r e a l i z a c j i i z o l a c j i g a l w a n i c z n e j między ź r ó d ł e m s y g n a ł u a n a l o g o w e g o a c z ę ś c i ę p o m i a r o w ę . O p r ó c z t e go p r z e t wor nik i U-f u m c ż l i w i a j ę b u d o w ę i n t e g r a t o r ó w c y f r o w y c h o b a r d z o d ł u g i c h c zas ach c a ł k o w a n i a , s t e r o w a n i e c z ę s t o t l i w o ś c i o w e np. s i l n i k ó w , z a p i s s y g nałów na t a ś m i e m a g n e t y c z n e j , m n o ż e n i e i d z i e l e n i e s y g n a ł ó w o r a z b u d o w ę g e n e r a t o r ó w n a p i ę ć s i n u s o i d a l n y c h s t e r o w a n y c h n a c i ę c i e m . Tak s z e r o k i e m o ż liwości z a s t o s o w a ń p r z e t w o r n i k ó w U - f s t a n o w i ę p o d s t a w ę do d o s k o n a l e n i a 1 r o z w i j a n i a z n a j o m o ś c i p r o b l e m u p r z e t w a r z a n i e n a p i ę c i a w c z ę s t o t l i w o ś ć cięgu imp u l s ó w .
P rzy s z c z e g ó ł o w e j a n a l i z i e s t a n ó w p r a c y p r z e t w o r n i k ó w U - f p o j a w i a s ię pr o blem w p ł y w u s k o k o w e j z m i a n y n a p i ę c i a p r z e t w a r z a n e g o no p r z e b i e g c i ę g u i m p u l sów w y j ś c i o w y c h . Tak r o z u m i a n e w ł a s n o ś c i d y n a m i c z n e sę p r z e d m i o t e m r o z w a żań w n i n i e j s z y m a r t y k u l e .
2. Z a s a d y d z i a ł a n i a p r z e t w o r n i k ó w U-f
P r z e t w o r n i k i e m n a p l ę c i e - c z ę s t o t l i w o ś ć Jest u k ł a d e l e k t r y c z n y , którego c z ę s t o t l i w o ś ć f c i ę g u i m p u l s ó w w y j ś c i o w y c h jest w p r o s t pro p or c jo n a l na d o w a r t o ś c i n a p i ę c i a w e j ś c i o w e g o U x .
W ś r ó d p r z e t w o r n i k ó w U - f g ł ó w n ę g r u p ę s t a n o w i ę p r z e t w o r n i k i integra
c y j n e , w k t ó r y c h p o d s t a w o w ę o p e r a c j ę m a t e m a t y c z n ę , j a k i e j p o d d a j e się na
p i ę c i e w e j ś c i o w e . J est c a ł k o w a n i e .
Z p r a k t y c z n e g o p u n k t u w i d z e n i a n a j w i ę k s z e z n a c z e n i e m a j ę l i n i o w e prze
t w o r n i k i U - f , tzn. takie w k t ó r y c h s p e ł n i o n a Jest z a l e ż n o ś ć :
f « k # U x (l)
g d z i e :
k - w s p ó ł c z y n n i k p r z e t w a r z a n i a .
Z a s a d y d z i a ł a n i a l i n i o w y c h i n t e g r a c y j n y c h p r z e t w o r n i k ó w U - f opieraję się na z a s t o s o w a n i u :
- i m p u l s o w e g o s p r z ę ż e n i a z w r o t n e g o ,
- c i ę g ł e g o l i n e a r y z u j ę c e g o s p r z ę ż e n i a z w r o t n e g o .
P i e r w s z a z a s a d a d z i a ł a n i a s p r o w a d z a się d o r ó w n o w a ż e n i a p r z e z źródło ł a d u n k u k o m p e n s u j ę c e g o Q K ł a d u n k u Q D< z g r o m a d z o n e g o w i n t e g r a t o r z e w c z a s i e c a ł k o w a n i a w e j ś c i o w e g o n a p i ę c i a p r z e t w a r z a n e g o U x - I m p u l s y wyj
ś c i o w e p r z e t w o r n i k a U-f p o j a w i a j ę s i ę w c h w i l a c h s p e ł n i e n i a równości Q D "
V
D r u g a z a s a d a w y k o r z y s t u j e l i n e a r y z u j ę c e w ł a s n o ś c i c i ę g ł e g o sprzężeni»
z w r o t n e g o , k t ó r y m o b e j m u j e s i ę n i e l i n i o w y p r z e t w o r n i k U-f.
3. P o d s t a w o w e s t r u k t u r y p r z e t w o r n i k ó w U-f
S p o ś r ó d w i e l u p r z e d s t a w i o n y c h w p o z y c j i [4] p r z e t w o r n i k ó w U- f celowe bę d z i e o m ó w i e n i e t r z e c h s c h e m a t ó w b l o k o w y c h .
3.1. I d e a l n y i m p u l s o w y p r z e t w o r n i k U-f
P r z e d s t a w i o n y na rys. 1 s c h e m a t b l o k o w y w r a z ze s z k i c a m i przebiegów dla i d e a l n e g o i n t e g r a c y j n e g o p r z e t w o r n i k a U-f s t a n o w i m o d e l t e o r e t y c z n y dla w i e l u p r a k t y c z n y c h r e a l i z a c j i . W u k ł a d z i e tym n a p i ę c i e w e j ś c i o w e U x Je»' c a ł k o w a n e w i n t e g r a t o r z e do c h w i l i o s i ę g n i ę c i a p o z i o m u n a p i ę c i a progowego U p , po cz ym n a s t ę p u j e n a t y c h m i a s t o w e w y z e r o w a n i e i n t e g r a t o r a d r o g ę odpro
w a d z e n i a z g r o m a d z o n e g o ładunku.
Wł a s n o ś c i d y n a m i c z n e i n t e g r a c y j n y c h p r z e t w o r n i k ó w . . . 75
i
Uwyzerowanie
Uxo--
Up Ux
Uc
\ U w y
tk-1
Tk
<k
Rys. 1. S c h e m a t b l o k o w y i s z k i c e D r z e b i e g ó w dla i d e a l n e g o p r z e t w o r n i k a U-f
R ó w n a n i e b i l a n s u ł a d u n k ó w w p r z e d z i a l e ma p o s t a ć :
r x (t )dt - C U i C t - t ^ l (2)
'k-l
co po r o z w i ą z a n i u d a j e z a l e ż n o ś ć c h w i l o w e j w a r t o ś c i c z ę s t o t l i w o ś c i od ś r e dniej w a r t o ś c i n a p i ę c i a U x (t) w p r z e d z i a l e :
k rk " l k - l
* u
R C U p xk (3)
Próba p r a k t y c z n e j r e a l i z a c j i t a k i e g o p r z e t w o r n i k a wykazuje r o z b i e ż n o ś ć p o m i ęd z y u z y s k a n y m i w y n i k a m i a p a r a m e t r a m i m o d e l u t e o r e t y c z n e g o . G ł ó w n ę t e go p r z y c z y n ę Jest i s t n i e n i e s k o ń c z o n e g o c z a s u z e r o w a n i a i n t e g r a t o r a .
3.2. P r z e t w o r n i k U - f z k o m p e n s a c j ę ł a d u n k ó w
W p r z e t w o r n i k u z k o m p e n s a c j ę ł a d u n k ó w za p o d s t a w ę d z i a ł a n i a p r z y j ę t o c y k l i c z n e o d p r o w a d z e n i e s t a ł e j w a r t o ś c i ł a d u n k u w c h w i l i z r ó w n a n i a s i ę na pięcia w y j ś c i o w e g o i n t e g r a t o r a z n a p i ę c i e m p r o g o w y m U p . S c h e m a t b l o k o w y p r z e t w o r n i k a w r a z ze s z k i c e m p r z e b i e g ó w p r z e d s t a w i o n y J e s t n a rys. 2.
Ux 1
R •
..0" „l"
f H k
U w y
[o . a'o
Rys, 2. S c h e m a t b l o k o w y i s z k i c e p r z e b i e g ó w d l a p r z e t w o r n i k a U - f z kom
p e n s a c j ę ł a d u n k ó w
R ó w n a n i e b i l a n s u ł a d u n k ó w w p r z e d z i a l e na p o s t a ć :
ł j \'*{t)dt - I0to * 0
(4)lU-l
co d a j e po r o z w i ą z a n i u c h w i l o w ą w a r t o ś ć c z ę s t o t l i w o ś c i w tym prz e d z ia l e;
1 U.
k *k - { k-l R V o ” xk
(5)
2 r ó w n a n i a (5) w y n i k a , że u t r z y m a n i e s t a ł e j w a r t o ś c i i l o c z y n u R I 0 * 0 5wa' r a n t u j e b a r d z o d o b r ę l i n i o w o ś ć w p e ł n y m z a k r e s i e p r z e t w a r z a n i a . W p r a k t y
ce w s z y s t k i e d o k ł a d n e p r z e t w o r n i k i U - f b u d o w a n e sę z w y k o r z y s t a n i e m opi*
sanej z a s a d y d z i a ł a n i a .
Własności d y n a m i c z n e I n t e g r a c y j n y c h p r z e t w o r n i k ó w . . , 77
3.3. P r z e t w o r n i k U-f z c i ą g ł y m l l n e a r y z u j ę c y m s p r z ę ż e n i e m z w r o t n y m Ujemne s p r z ę ż e n i e z w r o t n e bywa c z ę s t o s t o s o w a n e d o l i n e a r y z a c j i c h a rakterystyk i p o p r a w y p a r a m e t r ó w r ó ż n e g o t y p u u k ł a d ó w . S c h e m a t b l o k o w y
• przetwornika U- f z z a s t o s o w a n i e m p ę t l i c i ę g ł e g o ujemnego s p r z ę ż e n i a zwro
tnego p r z e d s t a w i o n y J est na rys. 3. L i n i ę k r e s k o w ę z a z n a c z o n o na rys. 3
Rys. 3. S c h e m a t b l o k o w y p r z e t w o r n i k a U - f z c i ę g ł y m l i n e a r y z u j ę c y m s p r z ę ż e n i e m z w r o t n y m
tę część u k ł a d u , k t ó r a w I s t o c i e jest p r z e t w o r n i k i e m c z ę ś t o t l i w o ś ć - n a p i ę - cle. F i lt r F J e s t c z ł o n e m i n e r c y j n y m I r z ę d u o w z m o c n i e n i u k p i s t a ł ej czasowej t p , k t ó r a p o w i n n a b yć tBk d o b r a n a , a b y d l a n a j n i ż s z y c h c z ę s t o tliwości w y j ś c i o w y c h p r z e t w o r n i k a U - f z m i a n y n a p i ę c i a w y j ś c i o w e g o U p eieściły się w a k t y w n y m z a k r e s i e n a p i ę ć w e j ś c i o w y c h w z m a c n i a c z a K. P r z y stałym d ę ż e n i u do w z r o s t u r o z p i ę t o ś c i U nWiin / u aR I_ n a p i ę ć p r z e t w a r z a n y c hiI stała c z a s o w a f i l t r u u l e g s z w i ę k s z e n i u . N i e J es t t r u d n o w y k a z a ć , że d l a earunku K k |J_ ^ > > l u z y s k u j e się l i n i o w e r ó w n a n i e p r z e t w a r z a n i a :
1 77
U t kO O P
(
6)
W ł a s n o ś c i d y n a m i c z n e p r z e t w o r n i k ó w U-f
Z n a j o m o ś ć s t a n ó w p r z e j ś c i o w y c h p r z e t w o r n i k ó w U - f j e s t p otrzebno z p u n ktu w i d z e n i a z a s t o s o w a ń p r a k t y c z n y c h . P r z e d m i o t e m r o z w a ż a ń b ę d z i e a n a l i z a częstotliwości c h w i l o w y c h c i ę g u i m p u l s ó w w y j ś c i o w y c h p r z e t w o r n i k ó w U-f w odpowiedzi na s k o k o w ę z m i a n ę n a p i ę c i a p r z e t w a r z a n e g o U x . D o a n a l i z y z a stosowane b ę d z i e m e t o d a t r a n z y c j i s t a n ó w [l] , [2J . {4].
P r z e t w o r n i k U-f Jest u k ł a d e m i m p u l s o w y m i z p u n k t u w i d z e n i a p r z e b i e gi» w nim w y s t ę p u j ą c y c h m o ż l i w e Jest w y r ó ż n i e n i e p r z e d z i a ł ó w , w k t ó r y c h przebiegi sę c i ę g ł a i r ó ż n i c z k o w a l n e , co p o z w a l e na o p i s a n i e d z i a ł a n i a u- kładu w e k t o r o w y m i r ó w n a n i a m i stanu.
4.1, A n a l l z a s t e n ó w p r z e j ś c i o w y c h w i d e a l n y m i m p u l s o w y m p r z e t w o r n i k u U-f
R y s u n e k 4 p r z e d s t a w i a p r z e b i e g i n a p i ę ć w c h a r a k t e r y s t y c z n y c h I punktach
u k ł a d u i d e a l n e g o p r z e t w o r n i k a U-f, w c h w i l i w y s t ą p i e n i a s k o k o w e j zalany n a p i ę c i a w e j ś c i o w e g o .
U w y
1 ' 1 1
0
1 1
Rys. 4. P r z y k ł a d o w y p r z e b i e g n a p i ę ć d la i d e a l n e g o p r z e t w o r n i k a w chwili z m i a n y n a p i ę c i a w e j ś c i o w e g o
C e ż e l i u o g ó l n i o n y w e k t o r s t a n u V ( t ) i s t a n p o c z ą t k o w y u k ł a d u V ( 0 +) w c h w i l i w y s t ą p i e n i a s k o k o w e j z m i a n y n a p i ę c i a w e j ś c i o w e g o o d p o w i e d n i o ma
ją po s t a ć :
(7)
u
Uv(t) -
X; V(o+) -
xoUc
*
.u‘°.
to w p r z e d z i a ł a c h m i ę d z y i m p u l s a m i d z i a ł a n i e p r z e t w o r n i k a o p i s u j e równa
n ie w e k t o r o w o - m a c l e r z o w e :
d V
3 1 AV(A.) i 0 < A < t (8)
n a t o m i a s t u o g ó l n i o n a m a c i e r z A u k ł a d u ma d l a t e g o p r z y p a d k u posta ć :
Własności d y n a m i c z n e i n t e g r a c y j n y c h p r z e t w o r n i k ó w . 79
Rozwiązaniem r ó w n a n i a w e k t o r o w o - m a c i e r z o w e g o J e s t :
V ( X ) - # o ( W V ( 0 ł ) (10)
przy c z y m u o g ó l n i o n a m a c i e r z t r a n z y c y j n a ma p o s t a ć :
1 O
Ł 1
(
11)
Zatem d la O m a m y n a s t ę p u j ę c y u o g ó l n i o n y w e k t o r stanu:
u
V(9k) -
xo
u a ,
n“rZ T + c o
(
12)
W chwili g d y s k ł a d o w a U c (^,) t e g o w e k t o r a o s i ę g n l e w a r t o ś ć p r o g o w ę U p ,
» Tj^. O t r z y m u j e m y s tęd w y r a ż e n i a na Tj i c h w i l o w ę w a r t o ś ć c z ę s t o t l i wości fjj
r r r U d - U co. f U xo
1 - U x o • f i R C l u p - u c o ) (13)
Warunki p o c z ę t k o w e d l a n a s t ę p n e g o p r z e d z i a ł u o b l i c z y ć m o ż n a z r ó w n a n i a tranzycji s t a n u :
V ( T j ) - B 0 V ( T l ) (14)
przy c z ym:
Y t T j )
L UP J
(15)
W kole j nym p r z e d z i a l e , w k t ó r y m t - T j , p r z y c z y m 9> O , u o g ó l n i o n y
wektor s t a n u ma p o s t a ć : *
v ( M
S o j R i ~
(16)
Podobnie J a k to o b l i c z o n o w p o p r z e d n i m p r z e d z i a l e , w c h w i l i g d y s k ł a d o w a Uc (&) o s i ę g a w a r t o ś ć p r o g o w ę U , T p-
W a r t o ś ć d r u g i e g o o k r e s u c i ę g u i m p u l s ó w w y j ś c i o w y c h o r a z czę s to t l i wo ś ć c h w i l o w a o d p o w i e d n i o w y n o s z ę :
R C U _ II
R C U (17)
Ł a t w o z a u w a ż y ć , Ze w k o l e j n y c h o k r e s a c h w a r u n k i p o c z ę t k o w e i ko ń c o w e są i d e n t y c z n e J ak w o k r e s i e 2, a z a t e m , p o c z ę w s z y od 2 o k r e s u , w a r t o ś c i ko
l e j n y c h c z ę s t o t l i w o ś c i c h w i l o w y c h sę s o b i e równe. C z a s u s t a l a n i a się za
b u r z e n i a s p o w o d o w a n e g o s k o k o w ę z m i a n ę n a p i ę c i a w e j ś c i o w e g o Jest zetea m n i e j s z y od J e d n e g o o k r e s u c i ę g u i m p u l s ó w w y j ś c i o w y c h o n o w e j wartości c z ę s t o t l i w o ś c i . O a k w y n i k a z a n a l i z y p r z e p r o w a d z o n e j w p r a c y [4], iden
t y c z n e w ł a s n o ś c i ma p r z e t w o r n i k U-f z k o m p e n s a c j ę ł a d u n k ó w .
4.2. A n a l i z a w ł a s n o ś c i d y n a m i c z n y c h p r z e t w o r n i k a U-f z c l ę g ł y m llnea- r y z u j ę c y a s p r z ę ż e n i e m z w r o t n y m
Do r o z w a ż a ń p r z y j m i j m y p r z e t w o r n i k p r z e d s t a w i o n y na rys. 3, w którego torze g ł ó w n y m Jest p r z e t w o r n i k i d e a l n y , a w t o r z e s p r z ę ż e n i a zwrotnego z n a j d u j e s ię ź r ó d ł o n a p i ę c i a k l u c z o w a n e p r z e z u n i w i b r a t o r o r a z filtr * p o s t a c i z e l e m e n t u i n e r c y j n e g o I rzędu. C a ł o ś ć p r z e d s t a w i o n a Jest na ry
s u n k u 5.
Ux Uk
RC
I
Uc
t\T
Jw y fUf
i»p t f
u 0
Rys. 5. S c h e m a t b l o k o w y a n a l i z o w a n e g o p r z e t w b r n i k a U - f z c l ę g ł y m linea- r y z u j ę c y m s p r z ę ż e n i e m z w r o t n y m
P r z y j m i j m y w e k t o r stanu i w e k t o r w a r u n k ó w p o c z ę t k o w y c h w p o s t a c i :
V(t)
V
‘U x o ‘u
c1
v(
0+) -
U coU uo
0
u.
3
,U F0.
(18)
Własności d y n a m i c z n e i n t e g r a c y j n y c h p r z e t w o r n i k ó w . . . 81
W przedziale O < t ■< 7^ w e k t o r e m s t a n u Jest r ó w n a n i e (lO), p r z y c z y m u- ogólniona m a c i e r z t r a n z y c y j n a ma p o s t a ć :
(*)
1 O
Kïï9
,
1 -o
“ S e " ^ - *
? n r (e
k i l ta:.
o o
o o
+ - RÜ^ 1”6 F)
0 - £
e r*
(19)
Rozwięzujęc r ó w n a n i e u c (/)) * U p o t r z y m u j e się w a r t o ś ć o k r e s u o r a z obliczyć m o ż n a w a r t o ś ć c h w i l o w e j c z ę s t o t l i w o ś c i f
Dla c h w i l i t « T 1 r ó w n a n i e t r a n z y c j i s t a n ó w ma p o s t a ć :
V ( T 1 ) - # ( T 1 ) V ( 0 + ) (20)
w przedziale ■< t < + t w e k t o r s t a n u o p i s a n y jest r ó w n a n i e m :
V ( t ) - 0 ( t - T 1 ) B 1 V ( T t ) (21)
przy czym :
1 0 0 0
0 0 0 0 U -
O o 0 0 0 1
(
2 2)
Dla końca t e g o p r z e d z i a ł u , tzn. d l a c h w i l i t ■ ♦ t r ó w n a n i e t r a n z y - cjl s t anów ma p o s t a ć :
V ( T 1+ t0 ) - ♦ ( t c )B1 V ( T l ) (23)
W kolejnym p r z e d z i a l e + t < t « T2 w e k t o r s t a n u o p i s a n y Jest równa- ni8B :
v(t) - # ( t - T 1 - t 0 )B2 V ( T 1 + t o ) (24)
p rzy c z ym:
**2
1 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1
(25]
S k ł a d o w a U c (50 w e k t o r B » t a n u o s i ę g a w a r t o ś ć U p w c h w i l i A - T 2 - t0<
skęd o b l i c z y ć a o Z n a T,, i f2#
Dla końca d r u g i e g o o k r e s u m am y :
V ( T 1 + T 2 ) - # ( j 2 - t 0 ) V ( T 1 + t o )
D l a n - t e g o o k r e s u w p r z e d z i a l e :
n-1 n-1
5 / . « « - Z ’ . + t.
(26)
(27)
o b o w i ę z u j e w e k t o r stanu:
n - i n-1
E ’
i io raz r ó w n a n i e t r a n z y c j i s t a n ó w
n-1
z
in-i n-1
v < 2 v « o ł - * ( t o> ® i v ( Z v 1
N a t o m i a s t w p r z e d z i a l e :
n-1
l
1Z T i * to < t<sŻ T i
u o g ó l n i o n y w e k t o r s t a n u - ma p o s ta ć :
n-1
V(t) - # (t - J w B * V ( J V to ) n-1
L1
(28!
(29)
(30)
(3l!
Własn o ś ci d y n a m i c z n e I n t e g r a c y j n y c h p r z e t w o r n i k ó w . . 83
Rys. 6. P r z e b i e g i w c h a r a k t e r y s t y c z n y c h p u n k t a c h układu p r z y k ł a d o w e g o prze
t w o r n i k a U-f z c i ę g ł y m l i n e a r y z u j ę c y m s p r z ę ż e n i e m z w r o t n y m
R o z w i ą z u j ą c d o d a t k o w o w t y m p r z e d z i a l e r ó w n a n i e U c (&) = U p , soełnione dla A ■ T - t , o b l i c z y ć m o ż n a w a r t o ś ć o k r e s u T n o n i c h w i l o w ą w a r t o ś ć czę- s t o t l i w o ś c i f • n
R ó w n a n i e t r a n z y c j i s t a n ó w w t y m p r z e d z i a l e o p i s a n e Jest r ó w n a n i e m :
n n-1
- * < w >2 v f Z Ti + V (32)
P r z e d s t a w i o n y s p o s ó b p o s t ę p o w a n i a u m o ż l i w i a d o k o n a n i e o b l i c z e ń i wy
k r e ś l e n i e p r z e b i e g ó w c h a r a k t e r y z u j ą c y c h z a c h o w e n i e s i ę p r z e t w o r n i k a w od
p o w i e d z i na s k o k o w ą z m i a n ę n a p i ę c i a w e j ś c i o w e g o . P r z y k ł a d o w o d is danych;
U » 1 V, U = 0 , 1 V, U cr, » 0 , 2 V, U - 1 V, U = 10 V, k » 10,
XO , C O FO P c
t = 50 . 10“ s, R C = 1 . 10- 3 s, ■ 10 , 10 s , w i e l o k r o t n e obli-
O P
c z a n i e w e k t o r a s t a n y d a j e o b r a z j ak na rys. 6. Z r y s u n k u tego w y ni k a, źe w c z a s i e u s t a l a n i a się p r z e b i e g u c z ę s t o t l i w o ś c i c h w i l o w e j p o j a w i a się ne
Rys. 7. P r z e b i e g c z ę s t o t l i w o ś c i c h w i l o w e j i m p u l s ó w w y j ś c i o w y c h przetwor
n i k a U -f z c i ą g ł y m l i n e a r y z u j ę c y m s p r z ę ż e n i e m z w r o t n y m p r z y przyjęciu s i l n i e n i e l i n i o w e j c h a r a k t e r y s t y k i w z m a c n i a c z a
własności d y n a m i c z n e I n t e g r a c y j n y c h p r z e t w o r n i k ó w . . 85
eyjściu p r z e t w o r n i k a p e w n a l i c z b a i m p u l s ó w d o d a t k o w y c h . Z w r ó c i ć t rz e b a uwagę, że w r o z p a t r y w a n y m p r z y k ł a d z i e p r z y j ę t o n i e w i e l k i e w z m o c n i e n i e wzmacniacze w t o r z e g ł ó w n y m p r z e t w o r n i k a (k » 10). W r z e c z y w i s t o ś c i , dla uzyskania d o b r y c h p a r a m e t r ó w s t a t y c z n y c h p r z e t w o r n i k a , w z m o c n i e n i e w z m a c niacza p o w i n n o być z d e c y d o w a n i e w i ę k s z e . Z e w z r o s t e m w z m o c n i e n i a j e d n a k nieodłącznie w i ę ż ę się p r o b l e m u w z g l ę d n i e n i a s i l n i e n i e l i n i o w e j c h a r a k t e rystyki p r z e j ś c i o w e j w z m a c n i a c z a ( w z m o c n i e n i e z n a s y c e n i e m ) . J e ż e l i p r z y jęć dla r o z p a t r y w a n e g o p r z y k ł a d u k = I C O i u n a s c 12 V, to o t r z y m a m y przebieg p r z e d s t a w i o n y na rys. 7.
P r z y toc zone p r z y k ł a d y w y r a ź n i e w y k a z u j ę , że s t a n y p r z e j ś c i o w e w p r z e twornikach U-f z c i ę g ł y m l l n e a r y z u j ę c y m s p r z ę ż e n i e m z w r o t n y m m a j ę z ł o żony c h a r a k t e r , a ich c z a s t r w a n i e i p r z e b i e g J e st z n a c z n i e u z a l e ż n i o n y od p a r a m e t r ó w i c h a r a k t e r y s t y k b l o k ó w f u n k c j o n a l n y c h p r z e t w o r n i k a . S z c z e gólne p r z y p a d k i z a c h o w a n i a s i ę r o z p a t r y w a n e g o t y p u p r z e t w o r n i k ó w oraz p e ł niejszy o b r a z z ł o ż o n o ś c i p r z e b i e g ó w p r z e d s t a w i o n e sę w p r a c a c h [2] , [3 3.
5, Wnioski
P r z e d s t a w i o n a w n i n i e j s z y m a r t y k u l e a n a l i z a s t a n ó w p r z e j ś c i o w y c h i n t e gracyjnych p r z e t w o r n i k ó w U-f p o z w a l a na d o k o n a n i e p o r ó w n a n i a z a c h o w a n i a się obu r o d z a j ó w p r z e t w o r n i k ó w w o d p o w i e d z i ns s k o k o w ę z m i a n ę n a p i ę c i a przetwarzanego.
Stan p r z e j ś c i o w y w p r z e t w o r n i k u U - f z k o m p e n s a c j ę ł a d u n k ó w l u b w przetworniku i d e a l n y m J est k r ó t k i i z a l e ż y od c h w i l i w y s t ą p i e n i a w y m u s z e nia. Cza6 o c z e k i w a n i a na p i e r w s z y i m p u l s w y j ś c i o w y p r z e t w o r n i k a , liczęc od chwili w y s t ą p i e n i a s k o k o w e j z m i a n y n a p i ę c i a w e j ś c i o w e g o . J e s t k r ó t s z y od okresu p o j a w i e n i a się I m p u l s ó w w y j ś c i o w y c h o c z ę s t o t l i w o ś c i o d p o w i a d a j ą cej nowej w a r t o ś c i n a p i ę c i a p r z e t w a r z a n e g o .
Stan p r z e j ś c i o w y w p r z e t w o r n i k u U -f z c i ę g ł y m l l n e a r y z u j ę c y m s p r z ę żeniem z w r o t n y m Jest s t o s u n k o w o d ł u g i , a p r z e b i e g i sę z ł o ż o n e . W w y n i k u istnienia s t a n ó w p r z e j ś c i o w y c h m o ż e p o j a w i a ć się na w y j ś c i u p r z e t w o r n i k a nadmiar lub n i e d o m i a r i m p u l s ó w .
P o r ó w n a n i e s t a n ó w p r z e j ś c i o w y c h w o d p o w i e d z i na s k o k o w ę z m i a n ę n a p i ę cia p r z e t w a r z a n e g o z d e c y d o w a n i e w y p a d a na k o r z y ś ć p r z e t w o r n i k ó w z k o m p e n sację ł a du n k ó w . '
LITERATURA
[1] Tou 3.T. : N o w o c z e s n a t e o r i a s t e r o w a n i a . W N T , W a r s z a w a 1967.
[2] K u n c e w i ć W .M. , Ć j e c h o u o j O.N. : N J e l i n j e J n y j e s i s t i e m y u p r a v l j e n l j a s i a s t o t n o - i i i r o t n o i m p u l e n o j « o d u l j a c j e j . Izd. T i e c h n i k a . K l j e v 1970.
[3j K i n g - S m i t h 6, A. , Cuprapston 3.R. : P e r i o d i c c y c l e s in i n t e g r a l pulse f r e q u e n c y m o d u l a t i o n (iPFM) s y s t e m s Proc. of the I F A C S y m p o s i u m , Bu
d a p e s t 1968.
[4] S o b c z y k 3.: A n a l i z a w p ł y w u z a k ł ó c e ń na, p r a c ę p r z e t w o r n i k ó w napięcie- c z ę s t c t l i w o ś ć . P r a c a d o k t o r s k a . W y d z i a ł A u t o m a t y k i i I n f o r m a t y k i Po
l i t e c h n i k i ś l ę s k i e j , G l i w i c e 1978.
R e c e n z e n t ; Prof. dr St. Malzacher
W p ł y n ę ł o do R e d a k c j i 1 . V I I . 1 9 8 2 r.
JlMHAMimBCKHE CBOHCTBA HHTErPHPyiCUiHX HPEOEPA30BAO!EJLEii HAHPHHEHKE - 1ACT0TA
P e 3 10 m e
B c x a x b e n p e f l c x a B J i e H H , s , H H a u n u e c K n e C B o t t c x B a o c h o b h h x bhj^ob n p e o O p a s o - Baxejieft n a n p a K e H H e - q a c x o T a . .¡Vtut a H a z H 3 a H c n o z i . 3 0 B a H u e x o f l c w e H U coctoshh!!
C H C T O M U .
D Y N A M I C P R O P E R T I E S OF TH E I N T E G R A T O R T Y P E V / f C O N V E R T E R S
S u m m a r y
D y n a m i c p r o p e r t i e s of t h e b a s i c t y p e s of V/f c o n v e r t e r s ar e considered in the pape r. The a n a l y s i s has b e e n m a d e by u s i n g s t a t e t r a n s i t i o n method,
