一種適用于PWM驅(qū)動(dòng)的濾波方法

劉長(zhǎng)亮，鄧 益，王自成，蒲培培，李 超，吳玉敬，張璟玥

（1.西安應(yīng)用光學(xué)研究所，陜西 西安 710065；2.西安現(xiàn)代控制研究所，陜西 西安，710061；3.西安導(dǎo)引科技有限責(zé)任公司，陜西 西安 710076）

引 言

光電慣性穩(wěn)定系統(tǒng)是目前機(jī)載武器裝備的重要組成部分，是集搜索、偵查、目標(biāo)跟蹤與輔助打擊于一體的火力前期裝備，伺服電機(jī)的PWM 驅(qū)動(dòng)是穩(wěn)定系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有調(diào)速范圍寬、快速響應(yīng)性好和驅(qū)動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于伺服控制系統(tǒng)。但是，PWM 驅(qū)動(dòng)輸出的是周期方波信號(hào)，不同類型的驅(qū)動(dòng)模塊的開(kāi)關(guān)頻率存在較大差異。PWM 直接驅(qū)動(dòng)直流伺服電機(jī)時(shí)，由于伺服電機(jī)屬于LR 負(fù)載，其較小的感抗特性很容易引起電機(jī)發(fā)熱，短時(shí)間工作就會(huì)燒毀電機(jī)[1-3]，而且驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)頻率方波信號(hào)在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，脈沖電流周期切換會(huì)耦合出多種干擾，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路自身和整個(gè)光電系統(tǒng)的電磁兼容性帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，加大PWM 驅(qū)動(dòng)回路的感抗，如何設(shè)計(jì)LC 濾波電路進(jìn)行抑制干擾，以提升系統(tǒng)電磁兼容性，僅憑繁瑣的調(diào)試很難得到理想的效果。本文借助某光電慣性穩(wěn)定平臺(tái)，基于WSA38M 功放模塊計(jì)算并設(shè)計(jì)LC 濾波電路，經(jīng)過(guò)仿真和電磁兼容實(shí)驗(yàn)，得出了PWM 驅(qū)動(dòng)電路的濾波方法，為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)。

1 驅(qū)動(dòng)電路的基本架構(gòu)

光電慣性穩(wěn)定平臺(tái)采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其電流閉環(huán)控制原理如圖1所示。

圖1 PWM 驅(qū)動(dòng)電流閉環(huán)控制原理Fig.1 PWM drive of current closed-loop principle

電路采用脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)方式，有電流負(fù)反饋回路，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)電流閉環(huán)控制。……