[发明专利]一种功率放大器内控制器用的设计方法

说明书

一种功率放大器内控制器用的设计方法，通过软件仿真代替了人工试验，不需要频繁对实体的控制器电路元器件进行更换，从而极大提高了控制器的设计效率，减少工人的劳动量，有效缩短了控制器的设计周期；另外，通过仿真软件能够监测出控制器模型在模拟仿真过程中，输出电流曲线的实时变化曲线，从而让工人能够更好的选择合适的控制器模型。

技术领域

本发明涉及功率放大器技术领域，尤其是涉及一种功率放大器内控制器用的设计方法。

背景技术

公知的，随着目前功率放大器控制技术的逐渐优化和完善，功率放大器的用途也更加广泛，其中功率放大器也能够被用作电源，主要用于驱动感性负载或需要较大安培力的设备；不过功率放大器在投入量产之前，需要针对具体的使用环境来设计功率放大器内各个结构部件的参数，由于功率放大器的内环控制器是用于控制功率放大器的输出电流曲线或者电压值，因此内环控制器的参数设计尤为关键，毕竟功率放大器若想可靠稳定地在各种复杂的环境中运行，功率放大器的输出电流曲线或者电压值必须精确达到指定数值；

传统的功率放大器中控制器的设计方法为：

1）首先根据经验制作出控制器样板；

2）对样板的环路参数进行调整，并且在每次调整环路参数后，利用示波器抓取样板中的电压或电流波形；

3）当示波器测出符合设计要求的电压或电流波形时，即采用拥有相应环路参数的样板作为控制器的板路；

但是该方法需要经过多次实验测算，消耗的人力和物力较大，并且还需要耗费大量的时间成本，延缓了产品开发的周期，从而影响本产品在市场上的竞争地位；

因此，综上所述，目前市场上需要一种能够缩短控制器设计周期，且减少人力物力的设计方法。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种功率放大器内控制器用的设计方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种功率放大器内控制器用的设计方法，

1）首先将功率放大器的内环控制器环路剔除，得到功率放大器的开环环路；

2）之后利用频率发生器产生一个初始交流信号，并将初始交流信号输入到开环环路中，得到功率放大器的开环频率响应数据；

3）将开环频率响应数据输入到Matlab系统的辨识工具中，进行传递函数模型估计，从而得到开环传递函数模型；

4）在Matlab/Simulink仿真软件中搭建一个初始内环控制器模型和功率放大器开环模型；

5）将初始内环控制器模型与功率放大器开环模型相结合，构成整机闭环模型；

6）将参考电流信号输入到Matlab/Simulink仿真软件中，对整机闭环模型进行仿真优化运行，得到功率放大器闭环仿真输出电流曲线；

7）将初始内环控制器模型与开环传递函数模型相结合，构成闭环函数模型；

8）将参考电流信号输入到Matlab/Simulink仿真软件中，对闭环函数模型进行仿真优化运行，得到传递函数模型闭环仿真输出电流曲线；

9）当功率放大器闭环仿真输出电流曲线与传递函数模型闭环仿真输出电流曲线相重合时，停止软件仿真，此时闭环函数模型中的内环控制器模型参数即为控制器设计的具体参数；

10）根据步骤9）中得到的内环控制器模型参数做出控制器的物理电路，并安装在功率放大器的开环环路中进行实机验证。

优选的，所述初始交流信号为频率连续变化的交流小信号。

优选的，所述初始交流信号的频率变化范围为10Hz-3000Hz，最大幅值为30mV。

优选的，所述功率放大器闭环仿真输出电流曲线和传递函数模型闭环仿真输出电流曲线的计算步骤均为：

S1、将参考电流信号输入到整机闭环模型或闭环函数模型中进行仿真运算，并得到输出信号Ⅰ和输出电流曲线Ⅰ；