閉環(huán)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及閉環(huán)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器補(bǔ)償。本發(fā)明提供一種在控制諸如線(xiàn)性電機(jī)的系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)中使用的控制環(huán)路電路。所述控制環(huán)路電路包括以超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)為特征的超前-滯后補(bǔ)償器，所述超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)被配置成在基本不改變超前補(bǔ)償在所述控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)中的效果的情況下降低輸出噪聲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】閉環(huán)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器補(bǔ)償
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2009年9月23日、發(fā)明名稱(chēng)為“閉環(huán)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器補(bǔ)償”的專(zhuān)利申請(qǐng)200980146623.7的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總體上涉及閉環(huán)控制系統(tǒng)中的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

【背景技術(shù)】
[0003]控制系統(tǒng)中通常采用閉環(huán)(反饋)控制?？梢詫㈤]環(huán)控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特征化為根據(jù)描述該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)得到的“極點(diǎn)”和“零點(diǎn)”的存在?？梢酝ㄟ^(guò)在復(fù)s平面上繪制極點(diǎn)和零點(diǎn)的位置來(lái)圖形化表示閉環(huán)控制系統(tǒng)。可以就作為頻率的函數(shù)的增益和相位分量來(lái)圖形化表示頻率響應(yīng)。極點(diǎn)導(dǎo)致隨著頻率的增益幅值降低和90度的相位滯后，而零點(diǎn)導(dǎo)致隨著頻率的增益幅值增加和90度的相位超前。通常，向閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)路或者路徑增加補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)以獲得穩(wěn)定性。極點(diǎn)和零點(diǎn)的精確位置取決于閉環(huán)頻率響應(yīng)的期望特性以及所控制的系統(tǒng)的特性。
[0004]超前-滯后補(bǔ)償器是一種改善系統(tǒng)中不期望的系統(tǒng)穩(wěn)定性和暫態(tài)響應(yīng)的一種補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。超前-滯后補(bǔ)償器的超前部分以高頻率提供相位超前，這使極點(diǎn)向左移動(dòng)以用于增加阻尼和相位余量(并且因此增加穩(wěn)定性)。超前-滯后補(bǔ)償器的滯后部分以低頻率提供相位滯后以及主極點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]通常，在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種包括誤差放大器和超前-滯后補(bǔ)償器的電路。所述誤差放大器具有第一輸入，第二輸入以及用于基于所述第一輸入和第二輸入產(chǎn)生誤差信號(hào)的輸出，所述第一輸入接收基準(zhǔn)信號(hào)。所述超前-滯后補(bǔ)償器包括超前部分和滯后部分。所述超前部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入和來(lái)自具有相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的外部受控系統(tǒng)的反饋路徑之間。所述滯后部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入和所述輸出之間。所述超前部分包括無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)，連接所述無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)以提供用于超前補(bǔ)償?shù)母哳l零點(diǎn)以及降低所述高頻零點(diǎn)對(duì)所述頻率響應(yīng)的影響的高頻極點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的實(shí)施例可以包括下面特征中的一個(gè)或者多個(gè)。所述超前部分可以包括第一電阻器、第二電阻器和電容器，所述第二電阻器和所述電容器串聯(lián)連接為串聯(lián)電阻-電容(RC)電路，并且所述第一電阻器與所述串聯(lián)RC電路并聯(lián)連接以形成并聯(lián)RC電路。所述并聯(lián)RC電路中包括所述第二電阻器用于引入所述高頻極點(diǎn)。所述超前部分可以進(jìn)一步包括與所述并聯(lián)RC電路串聯(lián)連接的第三電阻器。所述滯后部分可以包括電容器以提供主低頻極點(diǎn)。所述滯后部分可以包括與所述電容器串聯(lián)連接的電阻器?？蛇x地，所述滯后部分可以包括并聯(lián)連接第二電容器以形成并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)的電阻器，并且所述并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)與所述電容器串聯(lián)連接。包括所述滯后部分的所述并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)用于引人高頻極點(diǎn)。
[0007]在另一方面，本發(fā)明涉及一種設(shè)備，包括驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器以及檢測(cè)所述移動(dòng)并且基于所檢測(cè)的移動(dòng)而產(chǎn)生輸出的傳感器。還包括耦合在所述傳感器和所述驅(qū)動(dòng)器之間的控制環(huán)路電路。所述控制環(huán)路電路被配置成接收所述磁場(chǎng)傳感器輸出以及由外部控制器提供的輸入作為輸入，并且基于所接收的輸入產(chǎn)生輸出信號(hào)作為到所述驅(qū)動(dòng)器的輸入。所述控制環(huán)路包括誤差放大器和超前-滯后補(bǔ)償器。所述誤差放大器具有第一輸入、第二輸入以及基于所述第一輸入和所述第二輸入產(chǎn)生誤差信號(hào)的輸出，所述第一輸入接收外部控制器輸入作為基準(zhǔn)信號(hào)。所述超前-滯后補(bǔ)償器包括超前部分和滯后部分。所述超前部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入和所述傳感器輸出之間，并且所述滯后部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入和所述輸出之間。所述超前部分包括無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)，連接所述無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)以提供用于超前補(bǔ)償?shù)母哳l零點(diǎn)以及高頻極點(diǎn)。
[0008]在另一方面，本發(fā)明涉及一種具有控制器以及耦合到所述控制器的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備的系統(tǒng)。所述線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備包括:驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器，所述線(xiàn)圈在被驅(qū)動(dòng)時(shí)影響具有磁體的運(yùn)動(dòng)設(shè)備的線(xiàn)性移動(dòng)；磁場(chǎng)傳感器，檢測(cè)與所述線(xiàn)性移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)并且對(duì)所述磁場(chǎng)做出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出；以及控制環(huán)路電路，耦合在所述磁場(chǎng)傳感器和所述線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器之間。所述控制環(huán)路電路被配置成接收所述磁場(chǎng)傳感器輸出和由所述控制器提供的輸入作為輸入，并且基于所接收的輸入產(chǎn)生輸出作為到所述線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器的輸入。所述控制環(huán)路電路包括誤差放大器，所述誤差放大器具有第一輸入、第二輸入以及基于所述第一輸入和所述第二輸入產(chǎn)生誤差信號(hào)的輸出，所述第一輸入接收所述控制器輸入作為基準(zhǔn)信號(hào)。所述控制環(huán)路電路進(jìn)一步包括超前-滯后補(bǔ)償器，所述超前-滯后補(bǔ)償器包括超前部分和滯后部分，所述超前部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入和磁場(chǎng)傳感器輸出之間，并且所述滯后部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入和所述輸出之間。所述超前部分包括無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)，連接所述無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)以提供用于超前補(bǔ)償?shù)母哳l零點(diǎn)以及高頻極點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明的特定實(shí)施方式可以提供下面優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或者多個(gè)?？赡茉诜答伮窂街猩稍肼暡⑶以肼暠惶峁┑匠?滯后補(bǔ)償器的輸入。因此，所述超前-滯后補(bǔ)償器的超前部分被配置成限制由所述超前部分引入的超前零點(diǎn)的影響，以使得存在于所述超前-滯后補(bǔ)償器的輸入處的噪聲不被所述誤差放大器放大并且不傳輸?shù)捷敵?，例如以線(xiàn)圈電流波痕的形式。而且，在基本上不改變整體系統(tǒng)穩(wěn)定性的情況下限制了超前零點(diǎn)的噪聲附加影響。超前部分電阻器值的不同選擇提供了調(diào)節(jié)所述超前-滯后補(bǔ)償器的超前部分的影響的能力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]通過(guò)下面附圖的詳細(xì)描述，將更加全面地理解本發(fā)明的上述特征以及本發(fā)明本身，在附圖中:
[0011]圖1是采用超前-滯后補(bǔ)償器的示例性閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖；
[0012]圖2A-2C是用作所述超前-滯后補(bǔ)償器的滯后部分的示例性滯后補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)(圖2A)和示例性滯后-超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)(圖2B-2C)的示意圖；
[0013]圖3是超前-滯后補(bǔ)償器的常規(guī)超前部分的示意圖；
[0014]圖4是用作所述超前-滯后補(bǔ)償器(根據(jù)圖1)的超前部分的示例性超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的不意圖；
[0015]圖5是對(duì)于具有“修改”的超前部分(如圖4所示)和常規(guī)的超前部分(如圖3所示)的閉環(huán)控制系統(tǒng)作為頻率的函數(shù)的增益和相位的一組曲線(xiàn)圖；
[0016]圖6A-6F是對(duì)于超前部分電阻元件的不同值的閉環(huán)控制系統(tǒng)的增益和相位對(duì)頻率的曲線(xiàn)圖；
[0017]圖7是采用線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備的示例性閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，所述線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備包括磁場(chǎng)傳感器、線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器以及包括如圖1所示的超前-滯后補(bǔ)償器的傳感器到驅(qū)動(dòng)器反饋接口。
[0018]圖8A-8B是對(duì)于具有常規(guī)和修改的超前-滯后補(bǔ)償?shù)呐c圖7所示類(lèi)似系統(tǒng)的峰值到峰值線(xiàn)圈電流的曲線(xiàn)圖；以及
[0019]圖9是其中可以利用諸如圖7所示的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的示例性照相機(jī)透鏡聚焦系統(tǒng)的方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]參考圖1，示出了閉環(huán)控制系統(tǒng)(“系統(tǒng)”)10。系統(tǒng)10包括輸入源12、受控系統(tǒng)14以及耦合在輸入源12和受控系統(tǒng)14之間的控制環(huán)路電路(“電路”)16。電路16經(jīng)由反饋路徑18接收來(lái)自受控系統(tǒng)14的反饋信息以及來(lái)自輸入源12的輸入。電路16基于所接收的反饋和輸入信息來(lái)產(chǎn)生誤差信息，并且將該誤差信息提供到位于電路16和受控系統(tǒng)14之間的正向路徑22。應(yīng)該理解的是，可以將反饋路徑實(shí)現(xiàn)為例如包括傳感器23和/或其它反饋路徑元件。同樣地，可以將正向路徑22實(shí)現(xiàn)為包括可以適合于被控制的系統(tǒng)的正向路徑元件(例如，驅(qū)動(dòng)器電路)。后面將參考圖7和圖9描述包括這樣元件的示例性系統(tǒng)。
[0021]仍然參考圖1，電路16包括誤差放大器24以及具有超前部分(超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò))28和滯后部分30的超前-滯后補(bǔ)償器26。所謂的“滯后部分”30可以或者是滯后補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)或者是滯后-超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，這將在后面參考圖2A-2C進(jìn)行描述。誤差放大器24具有第一輸入或者端子32、第二輸入或者端子34和輸出36。超前部分28串聯(lián)設(shè)置在反饋路徑18和誤差放大器24的第二輸入34之間。滯后部分30連接在第二輸入34和誤差放大器的輸出36之間，即設(shè)置在誤差放大器24的反饋環(huán)路部分38中。
[0022]這里將用于描述極點(diǎn)和零點(diǎn)的術(shù)語(yǔ)“低頻”和“高頻”定義如下?！暗皖l”是指低于多級(jí)閉環(huán)系統(tǒng)的單位增益交叉(unity gain crossing)的頻率,將一個(gè)極點(diǎn)限定為主極點(diǎn)。“高頻”是指高于理想系統(tǒng)的單位增益交叉的頻率。
[0023]基于受控系統(tǒng)14的例如物理尺度的物理特性，假設(shè)受控系統(tǒng)14具有與其相關(guān)聯(lián)的如果不補(bǔ)償將使該系統(tǒng)不穩(wěn)定的一個(gè)或者多個(gè)低頻“機(jī)械”極點(diǎn)。因而，超前-滯后補(bǔ)償器26提供合適的補(bǔ)償以改善系統(tǒng)10的響應(yīng)參數(shù)。此外，超前部分28 (以下將其稱(chēng)為“修改的超前部分”28以將其與常規(guī)超前補(bǔ)償器(圖3中示出的一個(gè)示例)區(qū)分開(kāi)來(lái))還被配置成降低輸出噪聲。輸出噪聲可以例如是在反饋路徑中產(chǎn)生的噪聲并且在由誤差放大器24放大時(shí)在受控系統(tǒng)14處具有不期望的結(jié)果。電路16因而以用于閉環(huán)控制系統(tǒng)的超前-滯后補(bǔ)償為特征，其中抑制所述補(bǔ)償?shù)某安糠值挠绊懸越档褪芸叵到y(tǒng)14處的輸出噪聲。
[0024]圖2A-2C、圖3和圖4示出了超前-滯后補(bǔ)償?shù)募?xì)節(jié)。圖2A-2C示出了滯后部分30的可選示例性實(shí)施例。圖3示出了用于超前-滯后補(bǔ)償器的超前部分的常規(guī)結(jié)構(gòu)。圖4示出了“修改的超前部分”28。
[0025]首先轉(zhuǎn)到圖2A，將滯后部分30實(shí)現(xiàn)為具有電容器(“Cl”)40的滯后補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。電容器40連接在誤差放大器的輸入(在這里和圖1中表示為節(jié)點(diǎn)“A”)和輸出(在這里和圖1中表示為節(jié)點(diǎn)“B”)之間。在圖2B-2C中，將滯后部分30實(shí)現(xiàn)為滯后-超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。參考圖2B，滯后-超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)電阻-電容(RC)網(wǎng)絡(luò)，所述電阻-電容網(wǎng)絡(luò)包括與電容器C140(參考圖2A)串聯(lián)的第一電阻器(“Rl”)42。在滯后部分30的再一滯后-超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)實(shí)施例中，如圖2C所示，電容器C140與并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)連接，所述并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將第二電容器(“C2”)44與電阻器(“R2”)46并聯(lián)連接形成。
[0026]圖3示出了表示為超前部分28’的常規(guī)超前部分。其包括并聯(lián)連接到電容器(“C3”)52以形成并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)的電阻器(“R3”)50。
[0027]圖4示出了耦合在反饋路徑18和節(jié)點(diǎn)“A”之間的“修改的超前部分”28。在該修改的超前部分28中，修改并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)28’(圖3)以包括與C352串聯(lián)連接的第二電阻器(“R4”)54?？蛇x地，如后面將要討論的，可以進(jìn)一步修改網(wǎng)絡(luò)28以包括與修改的并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)連接并且耦合在該網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)A之間的第三電阻器(“R5”)56。
[0028]返回來(lái)結(jié)合圖4參考圖1、圖2A-2C和圖3，在誤差放大器24的反饋環(huán)路中設(shè)置電容器C140作為滯后補(bǔ)償器元件用于向系統(tǒng)的響應(yīng)中引入主低頻“滯后”極點(diǎn)(“P1”)。更具體而言，C1*R3乘以誤差放大器的增益設(shè)置主極點(diǎn)。增加與電阻器R3并聯(lián)的電容器C3，這形成常規(guī)的超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，引入“超前”零點(diǎn)(“Z2”)以取消現(xiàn)有的機(jī)械極點(diǎn)(因而確保閉環(huán)穩(wěn)定性)。可能不能在足夠的低頻處增加零點(diǎn)。替代地，利用超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)增加高頻零點(diǎn)是必要的。然而，增加高頻零點(diǎn)使得系統(tǒng)甚至對(duì)于可能存在于誤差放大器24的反饋輸入的噪聲更加敏感。
[0029]如上所述，噪聲將由誤差放大器24進(jìn)行放大并且傳遞到受控系統(tǒng)14。例如，如果將正向路徑設(shè)計(jì)為線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)諸如線(xiàn)性電機(jī)的受控系統(tǒng)，則噪聲可能作為線(xiàn)圈電流噪聲提供到線(xiàn)性電機(jī)，可能會(huì)在線(xiàn)性電機(jī)處產(chǎn)生討厭的可聞音調(diào)。因此，為了減少高頻超前零點(diǎn)的一些影響，設(shè)計(jì)修改的超前部分28以向系統(tǒng)響應(yīng)增加另一極點(diǎn)、高頻超前極點(diǎn)(“P2”)。更具體而言，通過(guò)增加與電容器C352串聯(lián)的電阻器R454來(lái)引入超前極點(diǎn)，如圖4所示。定位該超前極點(diǎn)(在系統(tǒng)傳遞函數(shù)的復(fù)平面內(nèi))以使得該系統(tǒng)仍然接收由超前零點(diǎn)的放置帶來(lái)的一些益處。如上所述，可以通過(guò)增加串聯(lián)地位于并聯(lián)RC電路和誤差放大器輸入之間的電阻器R556來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應(yīng)。R5的增加允許極點(diǎn)值放置的更多靈活性。包括電阻器R4和R5中的一個(gè)或者二者在以非常小的方式影響補(bǔ)償設(shè)計(jì)的其它方面的同時(shí)能夠校正噪聲。
[0030]當(dāng)然，C3、R3、R4和R5的超前部分部件值的選擇取決于系統(tǒng)。優(yōu)選地，選擇電阻超前補(bǔ)償器分量值以使得R3的值大于R4和R5的值，并且基本上大于R5的值。例如，可以選擇R4的值為R3的值的三分之一，并且R5的值盡可能小，甚至接近于零?？梢哉{(diào)節(jié)R4和R5的值以定位極點(diǎn)和零點(diǎn)，使得獲得期望的響應(yīng)。
[0031]再次參考圖2B-2C，滯后部分30包括電阻器R142用于提供低頻超前零點(diǎn)(Zl)，這能夠改善補(bǔ)償?shù)男Ч?。用于圖2B的修改的超前部分28和滯后部分30的極點(diǎn)和零點(diǎn)的相對(duì)頻率值按照增加頻率值的順序?yàn)?P1〈Z1〈Z2〈P2。如圖2C所示，在滯后部分30中包括RC網(wǎng)絡(luò)(由R246和C244組成)生成另一極點(diǎn)，高頻滯后極點(diǎn)(“P2”)，提供高頻噪聲的附加削減。因此，用于如圖2C所闡述的修改的超前部分28連同滯后部分30的極點(diǎn)和零點(diǎn)的相對(duì)頻率值為:P1〈Z2〈P2〈P2’。更通常地，極點(diǎn)P2’的頻率值總是大于主極點(diǎn)Pl的頻率值，但是不必大于極點(diǎn)P2的頻率值。
[0032]根據(jù)所補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械系統(tǒng)，一些機(jī)械極點(diǎn)可能落在低頻或者高頻處，并且因此需要低頻和高頻零點(diǎn)的組合(例如在上面示例中的零點(diǎn)Z2和Zl)用于最佳補(bǔ)償。如所描述的，被包括用來(lái)降低系統(tǒng)噪聲的附加極點(diǎn)(例如在上面示例中的極點(diǎn)P2和P2’ )將是高頻極點(diǎn)。
[0033]盡管將補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)28、30中的無(wú)源元件闡述為單獨(dú)的電阻器和電容器，但是應(yīng)該意識(shí)到，可以使用這種無(wú)源元件的各種組合來(lái)進(jìn)行配置。此外，可以使用各種元件配置無(wú)源元件。而且，無(wú)源元件可以由有源元件構(gòu)成。例如，可以使用偏置的晶體管來(lái)配置電阻器。
[0034]圖5示出了頻率響應(yīng)的波特增益幅值和相位曲線(xiàn)圖組。幅值曲線(xiàn)60示出了常規(guī)的(或者傳統(tǒng)的)超前-滯后補(bǔ)償器增益(曲線(xiàn)62)和具有修改的超前部分28的超前-滯后補(bǔ)償器增益(曲線(xiàn)64)之間的比較。從曲線(xiàn)可以看出，修改的超前部分，更具體的是高頻極點(diǎn)的生成去除了在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的曲線(xiàn)中示出的高于1KHz (發(fā)生作為高頻超前零點(diǎn)的結(jié)果)的增益峰值。相對(duì)應(yīng)的相位曲線(xiàn)70還示出了常規(guī)的(或者傳統(tǒng)的)超前-滯后補(bǔ)償器相位(曲線(xiàn)72)與具有修改的超前部分的超前-滯后補(bǔ)償器相位(曲線(xiàn)74)之間的比較。從這些曲線(xiàn)可以看出，修改的超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，再次更加具體的是高頻極點(diǎn)的生成降低了較高頻率處的相位。因此，可以通過(guò)選擇合適的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)幅值和相位特性。
[0035]圖6A-6F示出了針對(duì)具有修改的超前部分28的超前-滯后補(bǔ)償器的R4和R5的變化值對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)10(根據(jù)圖1)進(jìn)行仿真的波特曲線(xiàn)。對(duì)于全部仿真，將電阻器R3設(shè)置為2M。
[0036]圖6A示出了對(duì)于R4的不同值增益對(duì)頻率的曲線(xiàn)80，具體而言，R4 = O (曲線(xiàn)82)，250K(曲線(xiàn)84)，500Κ(曲線(xiàn)86)，750Κ(曲線(xiàn)88)和IM歐姆(曲線(xiàn)90)，同時(shí)將R5保持為零。圖6Β示出了對(duì)于R4的不同值相位對(duì)頻率的相應(yīng)曲線(xiàn)100，再次R4 = O (曲線(xiàn)102)，250Κ (曲線(xiàn)104),500Κ(曲線(xiàn)106)，750Κ(曲線(xiàn)108)和IM歐姆(曲線(xiàn)110)，同時(shí)將R5保持為零。
[0037]圖6C示出了對(duì)于R5的不同值增益對(duì)頻率的曲線(xiàn)120，具體而言，R5 = 0(曲線(xiàn)122)，250Κ (曲線(xiàn) 124)，500Κ (曲線(xiàn) 126)，750Κ (曲線(xiàn) 128)和 IM 歐姆(曲線(xiàn) 130)，同時(shí)將 R4保持為零。圖6D示出了對(duì)于R5的不同值相位對(duì)頻率的相應(yīng)曲線(xiàn)140，再次R5 = 0(曲線(xiàn)142)，250Κ (曲線(xiàn) 144)，500Κ (曲線(xiàn) 146)，750Κ (曲線(xiàn) 148)和 IM 歐姆(曲線(xiàn) 150)，同時(shí)將 R4保持為零。
[0038]圖6Ε示出了對(duì)于R4的不同值增益對(duì)頻率的曲線(xiàn)160，其中，R4 = 0(曲線(xiàn)162)，250Κ(曲線(xiàn)164)，500Κ(曲線(xiàn)166)，750Κ(曲線(xiàn)168)和IM歐姆(曲線(xiàn)170)，同時(shí)將R5設(shè)置為250Κ?dú)W姆。圖6F示出了對(duì)于R4 = 0(曲線(xiàn)182)，250Κ(曲線(xiàn)184)，500Κ(曲線(xiàn)186)，750Κ(曲線(xiàn)188)和IM歐姆(曲線(xiàn)190)的相位對(duì)頻率的相應(yīng)曲線(xiàn)180，同時(shí)將R5設(shè)置為250Κ?dú)W姆。
[0039]從圖6A-6F所示的曲線(xiàn)可以看出，在超前補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)28中具有R5的效果使增益和相位曲線(xiàn)在較高頻率處向下傾斜。而且，增加R4的值使R4具有對(duì)在增加的較低頻率處的響應(yīng)的影響。更通常地，R4和R5的使用允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)者更加容易地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的響應(yīng)。能夠改變系統(tǒng)的響應(yīng)以調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和噪聲來(lái)滿(mǎn)足期望的設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0040]圖7示出了向定位應(yīng)用提供閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制的示例性控制系統(tǒng)200?？刂葡到y(tǒng)200包括連接到運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備(或者“設(shè)備”)204的控制器(例如微控制器或者處理器)202?？刂葡到y(tǒng)200還包括運(yùn)動(dòng)設(shè)備206，所述運(yùn)動(dòng)設(shè)備206包括具有磁體208和線(xiàn)圈210的組件。磁體/線(xiàn)圈組件連接到設(shè)備或者結(jié)構(gòu)以對(duì)于給定應(yīng)用進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在這里描述的一個(gè)實(shí)施例中，磁體208相對(duì)于線(xiàn)圈210可移動(dòng)，并且控制系統(tǒng)200控制磁體208與線(xiàn)圈210的移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)設(shè)備206可以是任何類(lèi)型的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)設(shè)備，例如線(xiàn)性電機(jī)或者線(xiàn)性音圈致動(dòng)器。該定位應(yīng)用可以是利用由運(yùn)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生的位移的任何應(yīng)用。
[0041]運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備204包括表示為磁場(chǎng)傳感器212的位置傳感器、線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214以及包括類(lèi)似圖1的控制環(huán)路電路16并且這里表示為控制環(huán)路電路16的控制環(huán)路電路的接口 216。設(shè)備204向線(xiàn)圈210提供與從控制器202接收的電輸入220相關(guān)的電流信號(hào)218。設(shè)備204使用磁場(chǎng)傳感器212檢測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)222的磁場(chǎng)強(qiáng)度?；谠摍z測(cè)，磁場(chǎng)傳感器212向接口 216提供傳感器輸出信號(hào)224。也可以經(jīng)由諸如緩沖器228的接口電路將傳感器輸出信號(hào)224作為輸出226提供到控制器202。
[0042]磁場(chǎng)傳感器212可以由任何類(lèi)型的磁場(chǎng)感測(cè)設(shè)備(未示出)構(gòu)成。磁場(chǎng)感測(cè)設(shè)備可以包括單個(gè)元件，或者可選地可以包括按照各種配置(例如半橋或者全(惠斯頓)橋)設(shè)置的兩個(gè)或者更多元件。所述磁場(chǎng)感測(cè)設(shè)備的一個(gè)或者多個(gè)元件可以例如采取霍爾效應(yīng)元件或者磁阻(MR)元件的形式。MR元件可以由任何類(lèi)型的MR設(shè)備制成，包括但不限于:各向異性磁阻(AMR)設(shè)備；巨磁阻(GMR)設(shè)備；隧道磁阻(TMR)設(shè)備；以及由諸如銦化合物(例如銦銻化合物)的半導(dǎo)體材料制成的設(shè)備。
[0043]可以根據(jù)已知的技術(shù)和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)同樣未示出的磁場(chǎng)傳感器212的其它方面。應(yīng)該理解，磁場(chǎng)感測(cè)設(shè)備將連接到可以包含各種電路的其它電路，所述各種電路一起操作以根據(jù)磁場(chǎng)信號(hào)生成傳感器輸出。
[0044]盡管示出了磁場(chǎng)傳感器和線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器，但是可以使用其它類(lèi)型的位置傳感器和驅(qū)動(dòng)器電路。而且，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備204以控制旋轉(zhuǎn)(代替所示的線(xiàn)性)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)。
[0045]仍然參考圖7，接口 216用于將線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214連接到控制器202并且將線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214耦合到磁場(chǎng)傳感器212。接口 216接收磁場(chǎng)傳感器212的輸出，(傳感器輸出224)作為輸入電壓信號(hào)并且向線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214提供輸出電壓信號(hào)230，線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214將其轉(zhuǎn)換為要施加到線(xiàn)圈210的驅(qū)動(dòng)電流(或者驅(qū)動(dòng)信號(hào))218。傳感器到驅(qū)動(dòng)器的連接允許設(shè)備204基于傳感器內(nèi)部反饋來(lái)校正位置，即在沒(méi)有控制器202 (和/或用戶(hù))的干預(yù)下，或者不需要其它部件，以提供位置反饋信息。
[0046]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，如圖7所示出的，將線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備204實(shí)現(xiàn)為半導(dǎo)體集成電路(1C)。即，磁場(chǎng)傳感器與線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214和接口 216的電路集成在單個(gè)半導(dǎo)體基底上。因此，可以將設(shè)備204制造和銷(xiāo)售為在模塊設(shè)計(jì)中使用的1C。
[0047]應(yīng)該意識(shí)到，圖7旨在僅闡述控制系統(tǒng)200的功能劃分。如果將運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備204構(gòu)建為1C，則該設(shè)備204可以安裝或者嵌入在運(yùn)動(dòng)設(shè)備本身的磁體/線(xiàn)圈組件中。在2007年 10 月 I 日遞交的發(fā)明名稱(chēng)為“Hall-Effect Based Linear Motor Controller”， 申請(qǐng)人:為David等人并且轉(zhuǎn)讓給本主題申請(qǐng)的受讓人Allegro Microsystems, Inc.的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.11/865，118中描述了這樣的磁體/線(xiàn)圈組件的示例，在所述磁體/線(xiàn)圈組件中，磁體相對(duì)于靜止的線(xiàn)圈移動(dòng)。在該示例中，IC連接到驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈210,驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈210安裝(或者率禹合)到偏置機(jī)構(gòu)，并且可移動(dòng)磁體通過(guò)允許沿著期望的運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)的機(jī)械懸掛系統(tǒng)懸掛在設(shè)備/線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)上方。磁體/線(xiàn)圈組件可以代替采用靜止磁體和可移動(dòng)線(xiàn)圈，或者由能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著位置改變而改變的一些其它機(jī)構(gòu)。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，可以將線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214實(shí)現(xiàn)為H-橋或者全橋驅(qū)動(dòng)器。H-橋驅(qū)動(dòng)器提供雙向電流流動(dòng)，因而能夠使諸如線(xiàn)性電機(jī)的運(yùn)動(dòng)設(shè)備沿正向和反向運(yùn)行。這種類(lèi)型的線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器尤其適合于諸如振動(dòng)電機(jī)、快門(mén)觸發(fā)器、偏振濾波器、揚(yáng)聲器控制等等一些示例的小線(xiàn)性電機(jī)的線(xiàn)性電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制。線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器電流輸出218將連接到線(xiàn)圈210的兩端。
[0049]替代地，可以將線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214實(shí)現(xiàn)為低側(cè)音圈驅(qū)動(dòng)器。這種類(lèi)型的線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器僅提供單向電流流動(dòng)。線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器電流輸出將連接到線(xiàn)圈210的低側(cè)。線(xiàn)圈210的高側(cè)將連接到諸如蓄電池的外部電源。
[0050]圖8A-8B示出了利用電路16 (根據(jù)圖1)的修改的超前部分而在線(xiàn)圈電流噪聲中的改善。圖8A示出了對(duì)于沒(méi)有修改的超前部分28的超前-滯后補(bǔ)償器的線(xiàn)圈電流信號(hào)242的暫態(tài)響應(yīng)曲線(xiàn)240。圖8B示出了對(duì)于包括修改的超前部分28和滯后部分30的超前-滯后補(bǔ)償器的線(xiàn)圈電流信號(hào)252的暫態(tài)響應(yīng)曲線(xiàn)250。
[0051]如上所述，具有超前-滯后補(bǔ)償和接口 216的其它特征的設(shè)備204(圖7)可以用于各種其它應(yīng)用中，例如使用音圈電機(jī)或者致動(dòng)器的應(yīng)用。如圖9所示，一個(gè)示例是可以用于具有照相機(jī)的移動(dòng)電話(huà)，也被稱(chēng)為照相手機(jī)，的照相機(jī)透鏡聚焦模塊(或者“模塊”)260。音圈電機(jī)作為致動(dòng)器在諸如模塊260的透鏡驅(qū)動(dòng)設(shè)備的有限運(yùn)動(dòng)、高頻激活應(yīng)用以及其它精密儀器應(yīng)用中使用。
[0052]修改的超前部分28尤其很好地適合于類(lèi)似閉環(huán)“自動(dòng)聚焦”模塊260的應(yīng)用。在自動(dòng)聚焦模塊中，噪聲(例如來(lái)自DAC輸出的噪聲)經(jīng)過(guò)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)饋送，被放大和轉(zhuǎn)換為線(xiàn)圈電流。如果線(xiàn)圈噪聲足夠高并且集中于特定頻率，則如早前討論的，其將在系統(tǒng)輸出被轉(zhuǎn)換為不期望的聽(tīng)得到的噪聲。
[0053]模塊260包括執(zhí)行鏡頭聚焦處理264并且向其它模塊組提供控制信號(hào)的控制器(例如微控制器或者處理器)262。在照相手機(jī)應(yīng)用中，控制器262可以控制照相手機(jī)的整體操作并且因而在電話(huà)和拍照功能之間切換，或者控制器262可以專(zhuān)用于拍照模式的操作(具有單獨(dú)的控制器用于處理電話(huà)模式)?？刂破?62連接到驅(qū)動(dòng)音圈致動(dòng)器266的設(shè)備204。如早前參考圖7所示，可以將設(shè)備204構(gòu)建為將音圈驅(qū)動(dòng)器和磁場(chǎng)傳感器集成在單個(gè)基底上的半導(dǎo)體集成電路。而且，磁體和設(shè)備/線(xiàn)圈組件可以與上面描述的類(lèi)似，但是線(xiàn)圈和線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器用于單向驅(qū)動(dòng)?？蛇x地，可以使用具有簡(jiǎn)單彈簧偏置機(jī)構(gòu)的磁體。
[0054]音圈致動(dòng)器266控制光學(xué)組件270的透鏡268的線(xiàn)性移動(dòng)以調(diào)節(jié)透鏡聚焦。附圖中由箭頭271(標(biāo)記為“聚焦/縮放”)表明該鏡頭聚焦調(diào)節(jié)行為。設(shè)備204的線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器214控制音圈致動(dòng)器266。應(yīng)該意識(shí)到，可以代替使用諸如壓電致動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)器的一些類(lèi)型的制動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)器。模塊260還包括圖像傳感器272、信號(hào)處理器(SP) 274和幀存儲(chǔ)器276。幀存儲(chǔ)器276經(jīng)由總線(xiàn)277耦合到控制器262?，F(xiàn)在將描述該模塊的操作。
[0055]假設(shè)控制器262切換至拍照功能或者處于拍照模式下，則激活圖像傳感器272，并且控制器262經(jīng)由控制線(xiàn)路278向圖像傳感器272發(fā)送控制信號(hào)(定時(shí)信號(hào))以開(kāi)始圖像捕獲處理。掃描由透鏡268投射在圖像傳感器272上的圖像(由箭頭273表示該投射)，并且經(jīng)由一條或者多條線(xiàn)路280將其施加到SP 274?？刂破?62激活信號(hào)處理器274以開(kāi)始自動(dòng)聚焦處理。SP 274對(duì)從圖像傳感器272輸出的圖像信號(hào)執(zhí)行采樣、放大和Α/D轉(zhuǎn)換并且輸出數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。幀存儲(chǔ)器276臨時(shí)存儲(chǔ)經(jīng)由一條或者多條線(xiàn)路282從SP 274順序輸出的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。SP 274根據(jù)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器276中的圖像數(shù)據(jù)確定圖像的對(duì)比度值。在每次由圖像傳感器272捕獲圖像并且將該圖像存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器276中時(shí)，SP 274讀取該圖像數(shù)據(jù)并且計(jì)算對(duì)比度值。
[0056]控制器262向線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備204輸出控制信號(hào)，輸入220，以開(kāi)始聚焦調(diào)節(jié)。設(shè)備204的驅(qū)動(dòng)器部分根據(jù)來(lái)自控制器的輸入信號(hào)220以及來(lái)自磁場(chǎng)傳感器212的反饋信號(hào)224生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)218。通過(guò)音圈致動(dòng)器266的透鏡位置調(diào)節(jié)導(dǎo)致圖像銳度的改變。SP274確定由圖像傳感器272順序捕獲的圖像數(shù)據(jù)的對(duì)比度值并且將透鏡移動(dòng)之前和之后捕獲的圖像之間的值進(jìn)行比較。Sp 274對(duì)在檢測(cè)到對(duì)比度值為峰值時(shí)獲得具有最佳銳度的圖像進(jìn)行檢測(cè)并且向控制器262發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。控制器262發(fā)送合適的控制信號(hào)(向設(shè)備204)以將透鏡268移動(dòng)回到獲得峰值對(duì)比度值的位置，即實(shí)現(xiàn)最佳銳度的精確位置，以完成聚焦調(diào)節(jié)。盡管將SP 274描述為確定對(duì)比度值，但是可以通過(guò)SP 274計(jì)算表示最佳焦點(diǎn)位置的其它參數(shù)。
[0057]由控制器向設(shè)備204的接口 216提供的信號(hào)220可以是PWM輸入信號(hào)。如果使用PWM輸入，則將其轉(zhuǎn)換為模擬電壓。如上所述，使用接口 216的反饋電路以經(jīng)過(guò)外部音圈驅(qū)動(dòng)電流。線(xiàn)圈中的電流改變，直到透鏡組件的位置導(dǎo)致關(guān)于輸入具有預(yù)定關(guān)系(例如與輸入匹配)的傳感器輸出電壓(或者如果使用PWM輸入則是PWM轉(zhuǎn)換的內(nèi)部模擬信號(hào))。傳感器輸出也經(jīng)由接口 216的輸出226可以用于控制器262。
[0058]設(shè)備204還可以包括在圖中表示為睡眠輸入284的用戶(hù)控制的“睡眠”輸入，在設(shè)備204處于低功率睡眠模式下時(shí)降低電流消耗。終端用戶(hù)可以通過(guò)向睡眠輸入284施加邏輯電平信號(hào)來(lái)控制設(shè)備204的電流消耗。該低功率特征使得該設(shè)備對(duì)于諸如蜂窩電話(huà)和數(shù)碼相機(jī)的電池操作的應(yīng)用是理想的。
[0059]在上面提及的未決美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.11/865，118中描述了可以作為透鏡聚焦處理264使用的一個(gè)示例性鏡頭聚焦處理。也可以使用其它適合的透鏡聚焦處理和模塊設(shè)計(jì)。
[0060]還應(yīng)該想到其它圖像捕獲應(yīng)用。例如，盡管將電路16表示為在自動(dòng)聚焦應(yīng)用模塊中使用，但是代替或者除了透鏡一偶的那個(gè)控制，模塊260的硬件和/或軟件可以適當(dāng)?shù)剡m于執(zhí)行諸如圖像穩(wěn)定的其它功能。類(lèi)似透鏡移動(dòng)控制，一些類(lèi)型的圖像穩(wěn)定應(yīng)用可以在反饋控制環(huán)路中使用傳感器以檢測(cè)移動(dòng)(在圖像穩(wěn)定的情況下由于手振動(dòng)導(dǎo)致的相機(jī)移動(dòng)，而不是如所示的用于自動(dòng)聚焦模塊260的透鏡聚焦或者縮放)，并且使用所檢測(cè)的移動(dòng)經(jīng)由致動(dòng)機(jī)構(gòu)采取合適的校正行為?？梢詫⑵渌?lèi)型的圖像穩(wěn)定器實(shí)現(xiàn)為軟件(由處理器執(zhí)行，例如類(lèi)似控制器262的微控制器或者類(lèi)似圖9的SP 274的信號(hào)處理器)。在任意一種這些類(lèi)型的設(shè)計(jì)中，電路16(具有上述的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)28、30)可以在一個(gè)或者多個(gè)反饋傳感器和驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電路之間使用，以提供補(bǔ)償和噪聲降低二者。
[0061]盡管上面參考圖7和9描述的圖1的閉環(huán)控制系統(tǒng)10的特定示例實(shí)施例說(shuō)明了具有磁場(chǎng)傳感器的反饋路徑、具有線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器電路的正向路徑以及諸如具有磁體/線(xiàn)圈組件的線(xiàn)性電機(jī)或者音圈致動(dòng)器的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)設(shè)備形式的受控系統(tǒng)，但是也可以想到其它實(shí)施例。反饋路徑中類(lèi)似傳感器23的傳感器可以是任何類(lèi)型的傳感器，即根據(jù)控制系統(tǒng)10的期望應(yīng)用的需要，適合于檢測(cè)或者測(cè)量諸如移動(dòng)/運(yùn)動(dòng)(例如位置、臨近、位移、速度、方向及其衍生物)、光、壓力、應(yīng)力/應(yīng)變、溫度等等的特定物理參數(shù)的傳感器。也可以使用適合于要執(zhí)行的感測(cè)類(lèi)型的任何傳感器結(jié)構(gòu)，無(wú)論其是電磁、光、電容、電阻或者壓電的等等給出的幾個(gè)示例。而且，如在附圖中所說(shuō)明的，除了是線(xiàn)性電機(jī)或者致動(dòng)器，受控系統(tǒng)14可以是旋轉(zhuǎn)電機(jī)或者其它類(lèi)型的機(jī)器或者系統(tǒng)(例如存在于典型的工業(yè)、汽車(chē)或者消費(fèi)應(yīng)用中的)。
[0062]這里引述的全部參考文獻(xiàn)以引用的方式將其全部?jī)?nèi)容并入本文。
[0063]盡管描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是現(xiàn)在對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員變得顯而易見(jiàn)的是可以使用結(jié)合其概念的其它實(shí)施例。因此這些實(shí)施例不應(yīng)該限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求的精神和范圍來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種電路,包括: 誤差放大器，所述誤差放大器具有第一輸入、第二輸入、以及基于所述第一輸入和所述第二輸入來(lái)產(chǎn)生誤差信號(hào)的輸出，其中所述第一輸入接收基準(zhǔn)信號(hào)； 超前-滯后補(bǔ)償器，所述超前滯后補(bǔ)償器包括超前部分和滯后部分，所述超前部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入與來(lái)自于具有相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的外部受控系統(tǒng)的反饋路徑之間，并且所述滯后部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入與所述誤差放大器的所述輸出之間； 其中，所述超前部分包括無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)，所述無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)被連接以提供用于超前補(bǔ)償?shù)母哳l零點(diǎn)和用于減小所述高頻零點(diǎn)對(duì)所述頻率響應(yīng)的影響的高頻極點(diǎn)； 其中，所述滯后部分包括電容器以提供主低頻極點(diǎn)；并且 其中，所述滯后部分包括與第二電容器并聯(lián)連接以形成并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)的電阻器，并且所述并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)與所述電容器串聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述超前部分包括第一電阻器、第二電阻器和電容器，所述電容器和所述第二電阻器串聯(lián)連接，并且所述第一電阻器與所述電容器和所述第二電阻器并聯(lián)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其中，在所述超前部分中，包括所述第二電阻器用于引入所述高頻極點(diǎn)，并且包括所述第一電阻器和所述電容器用于引入所述高頻零點(diǎn)，并且進(jìn)一步，其中，在所述滯后部分中，包括所述并聯(lián)RC電路用于引入高頻滯后極點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的電路，其中，所述主低頻極點(diǎn)的頻率值小于所述高頻零點(diǎn)的頻率值，所述高頻零點(diǎn)的頻率值小于所述高頻極點(diǎn)的頻率值，并且所述高頻極點(diǎn)的頻率值小于所述高頻滯后極點(diǎn)的頻率值。
5.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述滯后部分中包括所述并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)用于引入高頻極點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述傳感器包括磁場(chǎng)傳感器，所述磁場(chǎng)傳感器用于檢測(cè)所述外部受控系統(tǒng)的移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述基準(zhǔn)信號(hào)包括基于來(lái)自于控制器的控制信號(hào)的輸入信號(hào)。
8.—種設(shè)備,包括: 驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)； 傳感器，用于檢測(cè)所述移動(dòng)并且對(duì)所述移動(dòng)做出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出； 控制環(huán)路電路，所述控制環(huán)路電路耦合在所述傳感器與所述驅(qū)動(dòng)器之間，所述控制環(huán)路電路被配置成接收所述傳感器的輸出以及由外部控制器提供的輸入作為輸入，并且基于所接收的輸入產(chǎn)生輸出信號(hào)作為所述驅(qū)動(dòng)器的輸入；并且 其中所述控制環(huán)路電路包括: 誤差放大器，具有第一輸入、第二輸入以及基于所述第一輸入和所述第二輸入產(chǎn)生誤差信號(hào)的輸出，其中所述第一輸入接收所述外部控制器的輸入作為基準(zhǔn)信號(hào)； 包括超前部分和滯后部分的超前-滯后補(bǔ)償器，所述超前部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入與所述傳感器的輸出之間，并且所述滯后部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入與所述誤差放大器的所述輸出之間； 其中，所述超前部分包括無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)，所述無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)被連接以提供用于超前補(bǔ)償?shù)母哳l零點(diǎn)以及高頻極點(diǎn)；并且 其中，所述滯后部分包括與第二電容器并聯(lián)連接以形成并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)的電阻器，并且所述并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)與所述電容器串聯(lián)連接。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述滯后部分中包括所述并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)用于引入高頻極點(diǎn)。
10.一種系統(tǒng),包括: 控制器；以及 耦合到所述控制器的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備，所述線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備包括: 用于驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器，所述線(xiàn)圈在被驅(qū)動(dòng)時(shí)影響具有磁體的運(yùn)動(dòng)設(shè)備的線(xiàn)性移動(dòng)； 磁場(chǎng)傳感器，用于檢測(cè)與所述線(xiàn)性移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)并且對(duì)所述磁場(chǎng)做出響應(yīng)而產(chǎn)生輸出； 控制環(huán)路電路，所述控制環(huán)路電路耦合在所述磁場(chǎng)傳感器與所述線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器之間，所述控制環(huán)路電路被配置成接收所述磁場(chǎng)傳感器的輸出和由所述控制器提供的輸入作為輸入，并且基于所接收的輸入產(chǎn)生輸出信號(hào)作為所述線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)器的輸入；并且其中所述控制環(huán)路電路包括: 誤差放大器，具有第一輸入、第二輸入以及基于所述第一輸入和所述第二輸入產(chǎn)生誤差信號(hào)的輸出，其中所述第一輸入接收所述控制器的輸入作為基準(zhǔn)信號(hào)； 包括超前部分和滯后部分的超前-滯后補(bǔ)償器，所述超前部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入與所述磁場(chǎng)傳感器的輸出之間，并且所述滯后部分連接在所述誤差放大器的所述第二輸入與所述誤差放大器的所述輸出之間； 其中，所述超前部分包括無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)，所述無(wú)源元件的網(wǎng)絡(luò)被連接以提供用于超前補(bǔ)償?shù)母哳l零點(diǎn)以及高頻極點(diǎn)；并且 其中，所述滯后部分包括與第二電容器并聯(lián)連接以形成并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)的電阻器，并且所述并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)與所述電容器串聯(lián)連接。
【文檔編號(hào)】G05B11/01GK104238355SQ201410393611
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2008年11月26日
【發(fā)明者】M·G·沃德, D·J·哈斯 申請(qǐng)人:阿萊戈微系統(tǒng)有限責(zé)任公司