滑模變結(jié)構(gòu)控制是甚么來著？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-8 01:28

前些年，這詞兒可是甚囂塵上，
這是高科技，專業(yè)學(xué)問，我不懂很正常，
但是，開口「變結(jié)構(gòu)」閉口「滑模面」，跟電路圖中那個(gè)拓?fù)溆泻侮P(guān)系，寫得親民一些會(huì)虧嗎？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-8 01:47

結(jié)構(gòu)，是甚么鬼？！
圖里頭那拓?fù)洌褪墙Y(jié)構(gòu)，
這是個(gè)普通到不行的負(fù)反饋式穩(wěn)壓器，
D1和D3本來是電阻，在這里改換成2DH(恒流二極管)，
所有元件的參數(shù)仍然是固化的，穩(wěn)壓，除負(fù)反饋還能靠誰(shuí)？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-9 00:45

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-10-8 01:47
結(jié)構(gòu)，是甚么鬼？！
圖里頭那拓?fù)洌褪墙Y(jié)構(gòu)，
這是個(gè)普通到不行的負(fù)反饋式穩(wěn)壓器，

先給電路賦予一些關(guān)鍵參數(shù)，
Vcc，5V與12V，Ro，4Ω及8Ω，那么，
V.in(∑Vcc)就有 5V、7V、12V、17V  四級(jí)，
Ro就是 2.7Ω、4Ω、8Ω、12Ω  四種，V.out嘛，就定為 4.5V 吧，
四種Vin跟四種Ro，可得出的工況組合就是十六種，在這里，還是按照慣例，只談思路不給數(shù)據(jù)，
大家有興趣的話，先把圖中所有元件的參數(shù)算妥  然后照這方子抓十六副同樣的「藥」(請(qǐng)注意，所有元件都是普通的，不可調(diào)不可控)，
把這十六種工況分別配置于那十六臺(tái)穩(wěn)壓器中，你覺得，所有穩(wěn)壓器的Vo都會(huì)是 4.5V 嗎，肯定不可能，再看看T2的 Ic，一樣嗎，肯定不一樣，如果把T2集極斷開，或干脆把T2踹掉，Vo的差距肯定只會(huì)更大。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-9 01:59

既然是負(fù)反饋電路，那總得有相關(guān)鏈路才能成事吧，
D3，在一般電路中只是電阻，D3和R3，就是反饋鏈，T2接收的信息，就是D3的分壓，
不過，這分壓的作用，交直有別，反饋系數(shù)(F) 跟採(cǎi)樣比(f)，相當(dāng)于直流增益跟交流增益，雖為同根生卻不是一個(gè)概念，
F與甚么相關(guān)，就是V.out，是輸出參數(shù)，而跟f相關(guān)的則是 ΔVo，即是V.out的穩(wěn)定程度，是個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，想要讓V.out不受V.in或Ro的影響，f就得要略微大于1，理想結(jié)果就是，V.out紋絲不動(dòng)，那ΔVo轉(zhuǎn)移至T2基極去了，但實(shí)際上自然是達(dá)不到這程度。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-9 09:48

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-10-9 00:45
先給電路賦予一些關(guān)鍵參數(shù)，
Vcc，5V與12V，Ro，4Ω及8Ω，那么，
V.in(∑Vcc)就有 5V、7V、12V、17V ...

此電路，全部元件都是普通的，不可調(diào)不可控，
十六套電路，皆按此模子鑄就，把十六種工況分別設(shè)置進(jìn)去，你覺得，它們的V.out會(huì)相同嗎，T2們的 Ic 會(huì)相等嗎？！
想要令十六套電路的V.out都一樣，每套電路中的某些元件的參數(shù)就不能相同，雖然拓?fù)湟琅f一致，但因某些元件參數(shù)不再相同，每一套電路的「結(jié)構(gòu)」也就不一樣了，
把那些在各電路中參數(shù)不一樣的元件改為可調(diào)可控，就能以一套電路適應(yīng)任何工況，這就是 “變結(jié)構(gòu)” 的具體措施與直觀詮釋，這跟「梆梆控制」不一樣，
梆梆控制是以兩種配置反復(fù)切換而取得中間狀態(tài)，跟開關(guān)穩(wěn)壓的原理有點(diǎn)像，而滑模控制則是直接利用V.in和Ro的人為變更，一步到位地控制系統(tǒng)的 “傳遞函數(shù)”，無論是梆梆還是滑模，負(fù)反饋的基本平衡都幾乎不受V.in或Ro的人為變更所影響。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-11 07:19

滑模變結(jié)構(gòu)控制，似乎是一種算法，不過，你想要施展，也得有個(gè)「終端」來領(lǐng)受吧？！
反正有一點(diǎn)可以肯定，滑模變結(jié)構(gòu)控制跟負(fù)回授絕不一樣，負(fù)回授，這圖的電路直接就能做，而想要做到滑模變結(jié)構(gòu)控制，是不是還得要添加點(diǎn)什么東西才行呢，朋友？！
或者你們會(huì)覺得，滑模變結(jié)構(gòu)控制在此電路不適用，那好，把這串聯(lián)穩(wěn)壓器由線性改為開關(guān)可以不，那就成了buck電路，
滑模變結(jié)構(gòu)控制，開關(guān)電源適用了吧，那么請(qǐng)問，哪部份的「結(jié)構(gòu)」變了，被「滑」者又是哪一個(gè)元件，難道此乃商業(yè)機(jī)密，不方便公之于眾嗎？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-13 23:59

這圖里頭的公式，其實(shí)還是離不開〖Aғ＝Ao/(1+Ao)F≈1/F〗這法則，
有一點(diǎn)可以肯定，Vz是固化的，F(xiàn)在此圖中也是固化的，不過，那個(gè) Vbe1 其實(shí)不會(huì)固定，而是會(huì)受Rʟ與Vin的影響。
線性穩(wěn)壓跟開關(guān)穩(wěn)壓的分別，就是Q2的用法，線性是變阻，開關(guān)是斬波，清清楚楚沒半點(diǎn)含糊，像我這程度的也能理解，
這電路，是純分立架構(gòu)，已經(jīng)是一個(gè)完整的負(fù)反饋式穩(wěn)壓器，如果我想要搭建純分立的滑模變結(jié)構(gòu)控制穩(wěn)壓器，究竟需要多少只三極管呢，十五只夠了嗎？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-18 01:47

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-10-13 23:59
這圖里頭的公式，其實(shí)還是離不開〖Aғ＝Ao/(1+Ao)F≈1/F〗這法則，
有一點(diǎn)可以肯定，Vz是固化的 ...

有一點(diǎn)我現(xiàn)在可以非常肯定，
負(fù)反饋如果只靠Vout，欠補(bǔ)償這宿命是無法打破的，改變誤差比較放大器的增益同樣解決不了此問題，
所以必須引進(jìn)Vout之外的力量，這干預(yù)，可以是更改主體拓?fù)涞膮?shù)，也可以是重整「電壓環(huán)」的工作點(diǎn)，

以此圖為例，你可以新增一個(gè)Rin，直接從Vin連至Q1基極，這大概就是最簡(jiǎn)單的「前饋」吧，不過，「前饋」只能消除Vin波動(dòng)對(duì)Vout的影響，對(duì)于負(fù)載的投切或擾動(dòng)是束手無策的，因?yàn)椋?fù)載不應(yīng)該 (亦根本不可能) 給出「前饋」所需的變量，而且，「前饋」是開環(huán)的，會(huì)有過份補(bǔ)償之虞。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-18 02:04

前些天看過一些網(wǎng)站對(duì)滑模控制的介紹，
好傢伙，就那么個(gè)方塊圖已比我帖子中的實(shí)體電路還復(fù)雜，
對(duì)我這門外漢而言，無論知識(shí)水平還是動(dòng)手能力，都是玩不轉(zhuǎn)的咧。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-23 02:34

對(duì)滑模控制的詮釋，很多時(shí)會(huì)見到這圖。
直角坐標(biāo)系，適用于二元函數(shù)的相互關(guān)系或總合結(jié)果的表達(dá)，
滑模控制與梆梆控制，都是兩個(gè)配置的切換，相當(dāng)于手動(dòng)換檔，切換的目的是產(chǎn)生中間值，並且令這中間值合符額定目標(biāo)，

在這圖中，坐標(biāo)軸代表的不是參數(shù)，而是配置狀況跟額定目標(biāo)的差距，「滑模面」代表的，就是兩個(gè)設(shè)定檔的總合偏差剛好為零，
如果這是模擬電路，則兩個(gè)設(shè)定檔實(shí)際上是合而為一的，只需校準(zhǔn)，就可跟額定目標(biāo)始終適配，但滑模控制是透過切換而建立的，系統(tǒng)配置是交替變化，
如果這兩個(gè)設(shè)定檔是固定值，則「滑模面」就只是一個(gè)點(diǎn)而不是一根線，這是成了梆梆控制，近似的例子是以恒幅變頻交流電點(diǎn)亮白熾燈，
交流電的頻率愈高，燈絲的溫度波動(dòng)就愈小，發(fā)光就愈穩(wěn)定，交流電的幅度當(dāng)然是完全不會(huì)受到燈絲溫度所影響的，所以，梆梆控制的適用對(duì)像是強(qiáng)慣性、高阻尼或引入平滑機(jī)制的負(fù)載，
滑模控制，兩個(gè)設(shè)定檔是可控的，隨著交替切換，偏差量漸漸減小，就像衰減震蕩那樣，最終成為跟額定結(jié)果適配的單一配置，所以理論上，既使負(fù)載無慣性、無阻尼、當(dāng)滑模控制進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，根本就無需「平滑」，
問題是，如果兩個(gè)設(shè)定檔的偏差量都減至零，系統(tǒng)工況就回退到只有負(fù)反饋的情形，抖動(dòng)是停了，但負(fù)反饋的欠補(bǔ)償缺陷就重新抬頭，滑模控制引以自豪的「魯棒性」亦無以為生了。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-10-29 01:35

對(duì)我而言，了解滑模控制需要的是：
變結(jié)構(gòu)的確切定義和一張實(shí)際電路圖，
定義，無需圖片來解釋，不要含混其詞自然好理解，
RCC也算是個(gè)開關(guān)電源，純硬件，不需甚么「算法」，變結(jié)構(gòu)控制能像RCC那樣以純硬件實(shí)現(xiàn)嗎？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-11-1 01:35

結(jié)構(gòu)，這詞小學(xué)生也能懂，但放到專業(yè)領(lǐng)域中，就讓行外人犯迷糊了！
這「結(jié)構(gòu)」究竟是甚么鬼咧，電路圖中畫著的那個(gè)拓?fù)渚褪恰附Y(jié)構(gòu)」了嗎，又或者，變結(jié)構(gòu)是否相當(dāng)于粗調(diào) 或手動(dòng)換檔呢？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-11-3 01:15

交流也好，求師問學(xué)也罷，上論壇，我總是先做過功課的，可不是伸手派，
萬事開頭難，科普，對(duì)入門者而言是巨大的助力，甚至，即使是徹頭徹尾的行外人也能獲益，可是，對(duì)于滑模控制，似乎壓根兒沒見有科普過咧。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-11-3 01:32

氣溫及水溫的變化，是需要時(shí)間的，這樣的強(qiáng)慣性對(duì)像，只需間歇性干預(yù)就可搞定，
這樣的干預(yù)方式就是起停控制，有說，起停控制是變結(jié)構(gòu)控制的一種，又或者，起停控制就是變結(jié)構(gòu)控制，
同樣的概念問題，梆梆控制，跟起停控制究竟又是甚么關(guān)系，是隸屬還是別稱，滑模控制究竟是不是梆梆控制的進(jìn)階版？！

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滑模變結(jié)構(gòu)控制 是甚么來著？！

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