解析几种运算放大器的经典应用电路

  作者:fanxiaoxi 时间:2024-07-05

PID算法是一种十分经典的控制器算法,在绝大多数自动控制系统中都会用到,其数学表达式:

使用运算放大器可以搭建出很多有意思的电路,今天这里介绍我们在自动控制系统中的PID运算电路,在此之前,先介绍几个使用运放搭建的基础电路:

1、比例运算

如图1所示,该电路是反相比例运算放大电路,其公式为:

图1

2、积分运算

如图2所示,该电路是积分运算电路,其公式为:

图2

3、微分运算

微分运算与积分运算互为逆运算。如图3所示,该电路是微分运算电路,其公式为:

图3

4、PID运算

重写PID数学表达式:

从该式可知,PID由比例、积分和微分三种运算之和。据此,可以将上面提到的三种电路整合在一块就可得到PID调节器,如图4所示,从中可推出公式:

图4

这个PID调节器电路在模拟电源的环路中经常用到,其实在实际项目中,更常用到的是PI调节器,这时只需要将C1移除即可。如果要想使用PD调节器,只需将R1移除。

关键词: 控制器 运算放大器 PID 微分运算 积分运算电路

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