4 用于 ATRK 被控对象的模拟控制器

为了改善 ATRK 被控对象的响应并调节输出电流，需要使用最优控制器设计闭环系统。为了补偿被控对象极点的影响，此处选择了运算跨导放大器 (OTA) 2 类控制器（请参阅揭秘对直流/直流转换器使用运算放大器和 OTA 的 II 类和 III 类补偿器）。该控制器具有两个极点和一个零点。图 4-1 展示了为模拟电压跟踪被控对象设计的模拟控制器。在为 ATRK 被控对象设计控制器时，需要注意的是，控制器带宽应小于 Comp 引脚补偿的带宽。

此外，控制器需要满足奈奎斯特标准（控制器带宽应小于微控制器 ADC 采样频率的一半）。因此，在微控制器 ADC 采样频率配置为 10kHz 时，此处选择了 3.7KHz 的滤波器带宽（COMP 引脚补偿的带宽为 135kHz）。控制器的传递函数如Equation 2 所示。所开发模拟控制器的极点位于 0Hz 和 3.6923kHz，零点位于 1.0256kHz。控制器的频率分析如图 4-2 所示。

其中 R₁₉ = 15kΩ，C₁₃ = 65nF，C₁₄ = 20nF 且 g_m = 600μS

使用设计的控制器时，模拟电压跟踪系统的环路增益 (O = C (s)×P (s)×K) 如Equation 4 所示。环路增益的频率响应如图 4-3 所示。