基本功的重要性
科技
2022-07-30 10:50
上海
现在随着技术的发展，电子、机械、液压、运动、控制、软件的结合越来越紧密，使系统（电液元件）的复杂性变得越来越高，对技术人员的要求也越来越高，要求每个人最好都能成为全栈工程师，六边形战士。但是知识的海洋是浩瀚的，庄子也说过：吾生也有涯，而知也无涯，已有涯随无涯，殆矣。人的精力有限，天赋也有限，对每个领域都精通是不可能的，那怎样能尽量在每个领域之间穿梭，而又不会茫然无措呢？答案是举一反三，融会贯通。融会贯通的前提是基本功要扎实。
其实工科类的很多基本知识是相通的，比如高中物理，大学物理，就几乎涵盖了机械、力学、运动、控制、电子等学科。基本功扎实了，就可以在每个领域套用，类比。最近设计了一块阀的信号驱动电路板，原理不复杂，就是常规的恒流源和恒压源电路。在电压信号时，电路板工作正常，但是切换到电流源时，输出信号就不稳定，芯片还老是容易损坏。后来用示波器逐点测量，发现工作在电流源模式下，运放自激振荡。（运放的震荡，和阀的自激振荡，系统的自激振荡本质是一样的。![]()
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分析出原因后，解决起来就方便多了：在运放的反馈回路加了一个电容进行相位补偿，运放就工作正常了。![]()
运放的相位补偿，在此不深入展开。我们简单谈谈电液伺服系统的稳定性补偿（校正）。通常情况下，系统理想的伯德图如下图所示：
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但实际情况并非如此，由于各种原因导致系统不稳定。最后可能就成了这样的：![]()
当系统不稳定时，可以通过校正环节使系统变得稳定，比如相位超前校正（无源网络）、相位滞后校正、滞后超前校正、PID串联校正等。这些常规方法可以满足大部分系统。除此之外，还可以引入前馈校正，速度反馈校正、加速度反馈校正等。尤其是速度反馈校正，对控制大惯量负载非常重要。对于大惯量负载，当提高增益时，系统会震荡；降低增益时，动态指标又无法满足要求。引入速度反馈后，可以增大系统的阻尼比，抑制系统的震荡。![]()
这个反馈回路可以和之前运放的相位补偿回路进行对比，都是加在反馈回路上的。在现在的EPU系统中，电机就是个大惯量负载，在电机的控制回路中，就设计有电流环、速度环、位置环，以使得电机的动静态性能达到最优。
从上面可以看出，不管是电路，还是电液元器件，还是电液伺服系统，在稳定性的分析上面，原理是一致的，解决方法也是类似的。所以一定要学好基本功，然后才能更好的分析和解决不同领域下的“类似问题”。
