电路死区指的是在控制系统中当输入信号在一定范围内时,输出信号不发生变化的区域,称为电路死区。在这个区域内,控制信号的变化不会引起输出信号的变化。
电路死区是由于某些非线性元件或者某些非线性反馈引起的,这些因素会对控制系统的性能产生很大的影响。因此,研究电路死区成为控制系统研究的重要问题之一。
电路死区主要有以下几个形成原因:
1.机械弹簧和电器接触点的摩擦力产生的机械死区。
2.接触电阻和接触电感是各种开关和接触器常见的非线性元件,它们能引起比例控制死区和比例-积分控制死区。
3.微机电系统(MEMS)元件使用时会受到温度和表面张力效应的影响,产生电路死区。
电路死区的存在会对控制系统的性能造成很大的影响,包括:
1.降低系统的稳定性,影响控制的精度。
2.导致控制系统的频响特性发生变化,使系统的动态响应特性变差。
3.会对系统的控制精度产生很大影响,出现滞回现象,使得系统呈现出非线性。
为了减小电路死区对控制系统的影响,需要根据具体情况采取适当的措施,如:
1.使用高品质的开关元件以及良好设计的接触电阻和接触电感,以减小机械、电气以及热死区对控制特性的影响。
2.增加微处理器的字长和控制算法的精度,保持足够长时间的采样周期,以减小由于控制算法引起死区和信噪比的影响。
3.使用先进的控制算法,尽量利用反馈、前馈控制和自适应控制技术来克服死区的影响。