ＰＷＭ制御法での問題

質問

ＰＷＭ制御でスイッチング電源を作るときの注意として，スイッチング周波数と制御帯域を近づけると思い通りにいかない理由を教えてください．
指令値が一定でなくなるとのことなんですが，どういう動作でそうなるのかがわかりません．

回答No.2

foobar · ベストアンサー

＃１です。
問題をふたつに分けて考える方がよいように思います。
a. サンプリングのあるシステムで、(時間）連続な制御系を適用する場合の問題点。
b. PWMを適用したときに、1サンプリング期間中で、操作量の大きさによってパルスの立上りの時刻が変化する、という問題。

a. については、例えば、検出信号にはサンプリング間隔に起因する周期的な変動が含まれるので、それの除去を考慮する必要があるでしょうし、
比例ゲインをあげてゆくと途中でハンチングが起きるとか、連続系で近似して制御設計を行ったときの応答（極）が実際のシステムではずれる、といった問題があったかと思います。（後者については、サンプリング系の制御の書籍で、双一次変換などの連続系←→サンプリング系の橋渡しに関するところで記載があるかと思います。）

b.については、言及した教科書はないかも知れません。
（一部、ノウハウ的に語られていること(例えば、操作量を増やすとき向きと減らす向きでフィードバックゲインの上限に差が出る、の類）はあるようですが。）

お礼

問題を二つに分けるという考え方は思いつきませんでした．
ちょっとわからない単語も出てきているので(ハンチングなど)少し自分の知識不足も否めないのでもう少し勉強してそれでもわからなかったら質問させてください！

回答No.1

foobar

1. 一定キャリア周波数でのPWMのようなサンプリング系だとある制御をして次の制御が効くまでにサンプリング間隔程度の時間が必要です。
制御設計の時に、この間隔（無駄時間要素として扱うことが多いかな）を考慮せずに高速な制御をするような設計をすると、振動を起こしたりします。（制御が行き過ぎても、次のサンプリングまで修正操作ができないので。）
2.上記のように高速な制御をしようとすると、きちんと離散時間で制御設計をする必要があります。スイッチングが十分速いとして連続系で近似して設計できるのは、おおむねスイッチング周波数の1/5から1/7程度までなのだとか。
3. PWMだと、パルス変化のタイミングが操作信号の大小で変わります。上記の無駄時間を考慮するときに、このタイミング変動が問題になることがあります。

お礼

回答ありがとうございます．
ＰＷＭってのはキャリア周波数＝スイッチング周波数ですよね．
制御帯域が大きくしていくとなぜ問題になるのかがわからないのですが・・・．
よかったら参考文献になるような何かを教えてくれませんか？