CN101356482A - 数字控制器 - Google Patents

Abstract

提供一种数字控制器，即使侦测到负载侧也不震荡，但可施予所希望的电压给负载。将电压V_O供给至由负载线所连接的负载的功率放大器中，对负载电压V_L与输出电压V_O做周期性的取样，而从输出电压V_O、负载电压V_L以及任意的目标值r计算出操作量ξ1。根据该操作量ξ1将控制讯号输出至功率放大器。藉此，LC滤波器连接于成为控制对象的功率放大器的负荷装置9的情况以及负载线变长的情况下，可实现即使侦测到负载侧也不会震荡的耐用的数字控制器。

Description

数字控制器

技术领域

本发明系关于数字控制器，其设于如开关电源装置等电力增幅器，执行对于供给到载荷的输出电压之控制，尤其是关于即使对于广域的载荷变动或电源电压变动，也能够藉由单独构成来加以对应的数字控制器。

背景技术

在一种供应电力给载荷装置的电力增幅器的开关电源装置中，为了去除噪声，一般系在开关电源装置的输出端子和载荷装置之间插入LC滤波器。再者，在连接开关电源装置的输出端子和载荷装置的载荷线长的情况下，由存在于该载荷线的浮移电容或电感，而构成和前述插入LC滤波器等价的同样之电路。

第7图显示开关电源装置的输出端子和载荷装置之间插入LC电路的状态之电路图。在同一图中，具有输入电压v_i的直流电源1的两端连接了例如由MOSFET构成之开关组件2、3的串联电路，藉由从控制器4将互相反转的开关脉冲输入到该开关组件2、3的驱动端子的闸极而使其互相导通。开关组件3的汲极-源极之间，连接了扼流圈5及平流电容器6的串联电路。该平流电容器6的两端相当于输出输出电压v₀的输出端子，其间连接了如LC滤波器或载荷线所构成之感应器7及电容器8的串联电路。电容器8的两端和载荷装置9连接，并供应电力给载荷装置9。

再者，在连接电容器8的两端和载荷装置9的载荷在线，为了遥测载荷电压V_L，而和负回馈电路18连接。以下针对负回馈电路18说明。在该载荷线之间，连接了电阻10、11的串联电路，藉由该电阻10、11使载荷电压V_L分压并输入错误放大电路12的反转输入端子。基准电压源13的基准电压则输入错误放大电路12的非反转输入端子。错误放大电路12的输出端子和光二极管15的阴极连接，从其阳极透过电阻14而和载荷电压V_L正极侧的电容器8的一端连接。再者，错误放大电路12的输出端子-反转输入端子间则连接电容器16。光二极管15和光敏晶体管17相对，当光二极管15导通时，则该讯号经由光敏晶体管17而输入到控制器4。藉由其负回馈电路18将载荷电压V_L和基准电压的比较信息回馈，藉此，控制器4对于输入开关组件2、3的闸极的开关脉冲执行例如PWM控制或PFM控制等的习知的脉冲控制。

在上述的模拟控制中，在开关电源装置的负载与LC滤波器连接或载荷线长的情况下，具有侦测负载侧及输出振荡的问题。第8图为第7图所示之电路的平面线图，但在该图中相位为0度时增益较0大而产生振荡。用以抑制振荡的方法，可考虑降低全体的增益，但其反应特性会恶化。再者，侦测点变更为电源输出端时，则不会振荡，但是因为载荷线或感应器的电阻而使电压下降，而无法得到所欲的载荷电压V_L。

解决该问题的手段，在专利文献1中揭露了，不将侦测点设定在载荷端，藉由考虑载荷导线的电压下降程度而算出输出端电压目标值，以执行加上载荷导线的电压下降之影响的回馈控制。

专利文献1：特开平9-34561号公报

但是，上述专利文献1的方式中，由载荷电流值和载荷导线导通电阻值的乘积结果推定载荷导线之电压下降程度并执行载荷端电压目标值的修正，所以，无法快速对应载荷变动，而使得输出电压不稳定。

发明内容

本发明有鉴于上述问题，其目的在于提供数字控制器，即使侦测载荷侧也不振荡，其能够控制以提供所欲的电压给载荷。

本发明中申请专利范围第1～5项中，设于电力增幅器以将输出电压V_O供应给透过载荷线连接之载荷的数字控制器，其包括操作量计算部，其用以实现以输出电压V_O、载荷端电压之载荷电压V_L及任意的目标值r为输入，将对该电力增幅器之操作量ξ₁的算出式等价变换而得到的控制系统。

如此一来，可以实现稳定的数字控制器，其在使LC滤波器连接于控制对象的电力增幅器的载荷的情况或载荷线长的情况下，即使侦测载荷侧也不振荡。

再者，本发明中申请专利范围第6项中的数字控制器，该操作量计算部在计算操作量ξ₁时使用的参数中，省略数值小且对控制系统影响小者。

再者，本发明中申请专利范围第7项中的数字控制器，该操作量计算部省略上述各前馈乘算器。

如此一来，可以简化操作量ξ₁的算出式，而能够达到计算处理的高速化或计算器的简单化。

依据本发明中申请专利范围第1～5项，能够提供数字控制器，其即使侦测载荷侧也不振荡，且能够提供所欲的电压给载荷。

再者，依据本发明中申请专利范围第6、7项，可以藉由达到高速的数字控制，或使计算器的构成简单，而能够控制成本。

附图说明

第1图显示使用本发明数字控制器之开关电源装置之电路构成之电路图。

第2图为同上，显示数字控制器的控制系统的方块线图。

第3图为将第2图之方块线图等价变换之变形例的方块线图。

第4图为显示第3图所示之传达系数的共通构成的方块线图。

第5图为显示将第3图的方块线图使用第4图的构成等价变换之变形例的方块线图。

第6图为显示第1图所示之电路的频率特性之平面线图。

第7图显示习知例中搭载模拟控制器的开关电源装置的构成之电路图。

第8图为显示第7图所示之开关电源装置的频率特性之平面线图。

组件符号说明：

9  载荷装置

20 稳定数字控制器

22 操作量计算部

32 加入点(加算器)

33 回馈组件(第2操作量计算部、第2数字滤波器)

40 前馈组件(第1操作量计算部、第1数字滤波器)

41 回馈组件(第3操作量计算部、第3数字滤波器)

42 加入点(减算器)

43 积分组件(积分器)

44 传达组件(第4数字滤波器)

51 加入点(第1加算器)

52、54 回馈组件(回馈乘算器)

53 延迟组件(第1延迟组件)

55 加入点(第2加算器)

57 延迟组件(第2延迟组件)

60、61 前馈组件(前馈乘算器)

62～65 回馈组件(回馈乘算器)

66、67 传达组件(乘算器)

具体实施方式

下文配合所附图式，说明本发明数字控制器之较佳实施例。再者，在与习知例相同之处附以同一符号，因共同部分的说明有重复而尽量省略之。

第1图显示使用本发明数字控制器之开关电源装置之电路构成之电路图，和习知例的第7图相同，其处于透过由感应器7和电容器8构成之LC电路与载荷装置9连接的状态。在同一图中，第7图的电路中的控制器4和负回馈电路18则置换为由DSP(数字。单一。处理器)等构成之稳定数字控制器20。在同一图中，具有输入电压vi的直流电源1的两端连接了例如由MOSFET构成之开关组件2、3的串联电路，藉由从稳定数字控制器20将互相反转的开关脉冲输入到该开关组件2、3的驱动端子的闸极而使其互相导通。开关组件3的汲极-源极之间，连接了扼流圈5及平流电容器6的串联电路。该平流电容器6的两端相当于输出输出电压v_O的输出端子，其间连接了如LC滤波器或载荷线所构成之感应器7及电容器8的串联电路。电容器8的两端和载荷装置9连接，并供应电力给载荷装置9。再者，在连接电容器8的两端和载荷装置9的载荷在线，为了遥测载荷电压V_L，而和稳定数字控制器20连接。

稳定数字控制器20由下列构成：AD转换器21，其周期地将输出电压V_O或载荷电压V_L等的模拟讯号取样(离散化)并转换为数字讯号；操作量计算部22，其依据由AD转换器21离散化的回馈讯号，亦即上述数字讯号及目标值r算出操作量ξ₁；作为控制输出部的PWM输出部23，其对应于该操作量ξ₁产生作为控制讯号的开关脉冲并将之输出至开关组件2、3。本发明的稳定数字控制器20，以AD转换器21检出至少输出电压V_O和载荷电压V_L2处，或者包含输出扼流圈电流iLf或载荷电感电流iLL之最多4处，以决定控制的操作量ξ₁。在此所谓之操作量ξ₁为，例如在PWM控制的情况下系为对应于该开关脉冲的负荷，本发明亦可以应用于PFM控制等。在PFM控制的情况下，系对应于该开关脉冲的频率。再者，本发明因为能够应用在LC滤波器连接于电源装置的载荷的所有电源装置，所以能够容易地达成电源输出噪声的降低。

继之，参照第2图，说明视为稳定数字控制器20的特征部的操作量计算部22的构成。第2图为，将第1图所示电路系统模型化之控制系统的基本构造之方块线图。再者，以下说明之稳定数字控制系统，系为承袭本案申请人先前申请之基于专利合作协议之国际申请PCT/JP2005/013834，例如用于控制系统的状态方程式或各传达元素等的详细内容请参照该国际申请案之说明书。

在说明第2图的方块系图中各部的构成时，30系关于相当于视为行列x的各元素的输出电流的载荷电感电流iLL及载荷电压V_L，分别给予输入u＝ξ₁，控制量y时，满足下列数学式6的状态方程式之控制对象组件，具体言之其相当于开关电源装置的转换部，或感应器7及电容器8构成之LC过滤器。

[数学式6]

${\stackrel{\·}{x}}_d=A_d{x}_d+B_{d}u$

y＝C_dx_d

Ad、Bd、Cd的各行列决定为对应于电路构成之适当的数值。

另一方面，除了该控制对象组件30的部分，则相当于积分型控制系统的构成之稳定数字控制器20的操作量计算部22。该操作量计算部22则由作为数字滤波器的各传达组件31、33、34，及作为加算器的加入点32的组合而构成。在此，传达组件31、33、34的传达系数G_r、G_VO、G_VL系以下列数学式7表示之：

[数学式7]

$G_{\mathrm{Vo}}=\frac{(z-F_{16})F_{12}+F_{14}}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

$G_{\mathrm{VL}}=\frac{1}{z-1}\frac{(z-1)[(z-F_{16})F_{112}+F_{132}]-k_z(z-F_{16})H+k_z{H}_r}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

$G_r=\frac{1}{z-1}\frac{(z-1)[(z-F_{16})H+H_r]+k_z(z-F_{16})H+k_z{H}_r}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

G_VO：从输出电压v_O到操作量ξ₁的传达系数。

G_VL：从载荷电压V_L到操作量ξ₁的传达系数。

G_r：从载荷电压目标值r到操作量ξ₁的传达系数。

因此，从加入点32的输出之操作量ξ₁系以下列数学式8表示之。

[数学式8]

${\mathrm{\ξ}}_1=\frac{1}{z(z-F_{16})-F_{15}}\left\{\right[(z-F_{16})F_{12}+F_{14}]v_o+[(z-F_{16})F_{112}+F_{132}]v_L$

$+\frac{k_z}{z-1}[(z-F_{16})H+H_r](r-v_L)+[(z-F_{16})H+H_r]r\}$

在上述数学式7、8中，z＝exp(jωt)，H、H_r为目标值r和控制量y之间指定的传达系数之极值，kz、F₁₂、F₁₄、F₁₅、F₁₆、F₁₁₂、F₁₃₂为事先设定的特定参数。

更详细说明第2图中所示之基本构造，连接以目标值r为输入的传达系数G_r之传达组件31，连接以输出电压v_O为输入的传达系数G_vo之回馈组件33，连接以载荷电压V_L为输入的传达系数G_VL之回馈组件34，以加入点32将从传达组件31之输出和从各回馈组件33、34的输出加算，以该加入点32加算后的输出，以在稳定数字控制器20内部的计算延迟输出ξ₁为输入而给予控制对象组件30，而构成稳定数字控制器20的操作量计算部22。再者，各传达组件31、33、34可以为，使用传达系数G_r、G_vo、G_VL对于输入的目标值r、输出电压v_O、载荷电压V_L执行计算以构成个别的操作量计算部。

在上述数学式中，当着眼于各传达系数G_VL、G_r之积分器1/(z-1)时，第2图所示之控制器构成也可以置换为如第3图之构成。在第3图中，操作量计算部22系由下列组合而成：作为数字滤波器的各传达组件33、40、41、44；作为次数积分器1/(z-1)的组件83；作为加算器的加入点32；及作为减算器的加入点42。在此，各传达组件40、41、44的传达系数G_r2、G_VL2、G_e以下列数学式9表示之。

[数学式9]

$G_{\mathrm{VL}2}=\frac{(z-F_{16})F_{112}+F_{132}}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

$G_e=\frac{(z-F_{16})k_{z}H+k_z{H}_r}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

$G_{r2}=\frac{(z-F_{16})H+H_r}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

更详细说明第3图所示之构造，则连接以目标值r为输入的传达系数G_r2之前馈组件40，连接以输出电压v_O为输入的传达系数G_vo之回馈组件33，连接以载荷电压V_L为输入的传达系数G_VL2之回馈组件41，目标值r和载荷电压V_L的偏差从加入点42输入次数1/(z-1)的积分组件43，从该积分组件43的输出则输入传达系数G_e的传达组件44，该传达组件44的输出和从前馈组件40的输出和各回馈组件33、41的输出，以该加入点32加算之，该加入点32加算后的输出，以在稳定数字控制器20内部的计算延迟输出ξ₁为输入而给予控制对象组件30，而构成稳定数字控制器20的操作量计算部22。

再者，当着眼于第3图的各传达系数G_VO、G_r2、G_VL2、G_e的构造时，可以将之一般化为下列数学式10。

[数学式10]

$G=\frac{(z-F_{16})X+Y}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

对于上述被一般化的传达系数G输入u，输出y时，则以下列数学式11表示之，将之以方块线图表现为第4图。

[数学式11]

$y=\mathrm{uG}=u\frac{(z-F_{16})X+Y}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

在第4图中，以输入u为输入而和参数X、Y的传达组件50、51连接，以输出y为输入而和参数F₁₅的回馈组件52连接，并且，从传达组件50的输出，及各回馈组件52、54的输出，则以加入点51加算之，以该加入点51加算后的输出则输入次数1/z的延迟组件53，该延迟组件53的延迟输出则输入参数F₁₆的回馈组件54，从延迟组件53的延迟输出及延迟组件51的输出则以加入点55加算之，该加入点55加算后的输出则输入次数1/z的延迟组件57，从延迟组件57的延迟输出则为输出y。

因为第3图所示之各传达组件33、40、41、44为同一构造，所以这些传达组件可以使用第4图的构造而整合为第5图的型态。在第5图中，操作量计算部22由下列构成：作为具有F₁₂、F₁₄、F₁₅、F₁₆、F₁₁₂、F₁₃₂、H、Hr、Hkz、Hrkz各参数的乘算器的传达组件52、54、60～67；作为相当于1单位延迟的次数1/z的延迟组件的延迟组件53、57；作为次数1/(z-1)积分器的积分组件43；作为减算器的加入点42；作为加算器的加入点51、55。再者，H、Hr、Hkz、F₁₂、F₁₄、F₁₅、F₁₆、_F112、F₁₃₂当中，可以省略数值小且给予控制系统影响也小者，也可以省略各前馈组件60、61。藉此，可以简化操作量ξ₁的算出式并使计算负荷减轻，而能够达到计算处理的高速化及计算器的简单化。

更详细说明第5图中所示之基本构造，连接以目标值r为输入的参数Hr、H的各前馈组件60、61，连接以输出电压v_O为输入的参数F₁₂、F₁₄的各回馈组件62、64，连接以载荷电压V_L为输入的参数F₁₁₂、F₁₃₂之回馈组件63、65，并且，目标值r和载荷电压V_L的偏差从加入点42输入次数1/(z-1)的积分组件43，从该积分组件43的输出则输入参数Hkz、Hrkz的各传达组件66、67，从该传达组件67的输出，及各回馈组件64、65的输出，及参数F₁₅、F₁₆的各回馈组件52、54的输出，及前馈组件60的输出，以该加入点51加算之，该加入点51加算后的输出则输入次数1/z的延迟组件53，从该延迟组件53的延迟输出ξ₂输入到参数F₁₆的回馈组件54，从延迟组件53的延迟输出ξ₂，及各回馈组件62、63的输出，及前馈组件61的输出，及从传达组件66的输出，以加入点55加算之，以该加入点55加算后的输出则输入次数1/z的延迟组件57，从该延迟组件57的延迟输出ξ₁输入到参数F₁₅的回馈组件52，并且，给予控制对象组件30，而构成稳定数字控制器20的操作量计算部22。

使用如此得到的稳定数字控制器20的开关电源装置，在使LC滤波器连接于其载荷的情况或载荷线长的情况下，即使侦测载荷侧也不振荡。第6图为第1图所示之电路的平面线图，在同一图中，和显示习知例之第8图不同，相位为0度时的增益小于0，可知其能够抑制振荡。

如上所述本实施例的稳定数字控制器20，其为设于电力增幅器以将输出电压V_O供应给透过载荷线连接之载荷装置9的数字控制器，其具有操作量计算部22，其以该输出电压V_O、载荷端电压之载荷电压V_L及任意的目标值r为输入，算出对该电力增幅器之操作量ξ₁。

再者，本实施例的稳定数字控制器20中，操作量计算部22具有：相当于以该目标值r为输入的第1操作量计算部的前馈组件40；相当于以该输出电压V_O为输入的第2操作量计算部的回馈组件33；相当于以该载荷电压V_L为输入的第3操作量计算部的回馈组件41；作为输出该目标值r和该载荷电压V_L的偏差之减算部的加入点42；作为将该减算部输出的该偏差积分的积分器的积分组件43；相当于以从该积分器的输出为输入之第4操作量计算部的传达组件44，且使用该第1～第4操作量计算部的输出进行演算，以输出操作量ξ₁。

再者，本实施例的稳定数字控制器20中，该操作量计算部依据后述之数学式12来算出操作量ξ₁。

[数学式12]

${\mathrm{\ξ}}_1=\frac{1}{z(z-F_{16})-F_{15}}\left\{\right[(z-F_{16})F_{12}+F_{14}]v_o+[(z-F_{16})F_{112}+F_{132}]v_L$

$+\frac{k_z}{z-1}[(z-F_{16})H+H_r](r-v_L)+[(z-F_{16})H+H_r]r\}$

(但是，z＝exp(jωt)，H、H_r为目标值r和控制量y之间指定的传达系数之极值，kz、F₁₂、F₁₄、F₁₅、F₁₆、F₁₁₂、F₁₃₂为事先设定的特定参数)。

再者，在本实施例的稳定数字控制器20中，操作量计算部22由下列构成：

作为第1数字滤波器的前馈组件40，其以该目标值r为输入并具有下列数学式13表示之传达系数G_r2：

[数学式13]

$G_{r2}=\frac{(z-F_{16})H+H_r}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

作为第2数字滤波器的回馈组件33，其以该输出电压V_O为输入并具有下列数学式14表示之传达系数G_vO：

[数学式14]

$G_{\mathrm{Vo}}=\frac{(z-F_{16})F_{12}+F_{14}}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

作为第3数字滤波器的回馈组件41，其以该载荷电压V_L为输入并具有下列数学式15表示之传达系数G_VL2：

[数学式15]

$G_{\mathrm{VL}2}=\frac{(z-F_{16})F_{112}+F_{132}}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

作为第4数字滤波器的传达组件44，其具有：作为输出该目标值r和该载荷电压V_L的偏差之减算部的加入点42；作为将该减算部输出的该偏差积分的积分器的积分组件43；以该积分组件43之输出为输入并具有下列数学式16表示之传达系数G_e：

[数学式16]

$G_e=\frac{(z-F_{16})k_{z}H+k_z{H}_r}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

作为加算器的加入点32，其将上述前馈组件40、回馈组件33及41及传达组件44的输出加算并输出操作量ξ₁。

再者，在本实施例的稳定数字控制器20中，操作量计算部22，与作为以该目标值r为输入并乘法运算该参数Hr、H的各前馈乘算器的前馈组件60及61连接，与作为以该输出电压V_O为输入并乘法运算该参数F₁₂、F₁₄的回馈乘算器的回馈组件62及64连接，与作为以该载荷电压V_L为输入并乘法运算该参数F₁₁₂、F₁₃₂的各回馈乘算器的回馈组件63及65连接，并且，该目标值r与该载荷电压V_L的偏差从作为减算器的加入点42输入作为积分器的积分组件43，从该积分组件43的输出则输入作为将该参数Hkz、Hrkz乘法运算的各乘算器的传达组件66及67，从该参数Hrkz的传达组件67的输出，以及从作为将该参数F₁₄、F₁₅、F₁₆、F₁₃₂乘法运算的乘算器的回馈组件64、52、54、65的输出，以及将该参数Hr乘法运算之前馈组件60的输出，以作为第1加算器的加入点51加算之，该加入点51加算后的输出则输入作为使得延迟1单位时间的第1延迟组件的延迟组件53，从该延迟组件53的延迟输出ξ₂则输入该参数F₁₆的回馈组件54，该延迟组件53的延迟输出ξ₂，及该参数F₁₂、F₁₁₂的各个回馈组件62及63的输出，及该参数H的前馈组件61的输出，及该参数Hkz的传达组件66的输出，以作为第2加算器的加入点55加算之，该加入点55加算后的输出则输入作为使得延迟1单位时间的第2延迟组件的延迟组件57，该延迟组件57的延迟输出ξ₁，输入到该参数F₁₅的回馈组件52，并且输出作为操作量ξ₁。

如此一来，可以实现稳定的数字控制器，其在使LC滤波器连接于控制对象的电力增幅器的载荷的情况或载荷线长的情况下，即使侦测载荷侧也不振荡。因此，能够提供数字控制器，即使侦测载荷侧也不振荡，而能够将所欲的电压提供给载荷装置9。

再者，在本实施例的稳定数字控制器20中，该操作量计算部22在该参数H、Hr、kz、F₁₂、F₁₄、F₁₅、F₁₆、F₁₂₂、F₁₃₂中省略数值小且对控制系统影响小者。

再者，在本实施例的稳定数字控制器20中，操作量计算部22的构成省略各前馈要素60及61。

如此一来，可以简化操作量ξ₁的算出式，而能够达到计算处理的高速化或计算器的简单化。因此，可以藉由达成高速的数字控制，或者使计算器的构成简化，而能够抑制成本。

再者，本发明并不限定于上述实施例，在不不脱离本发明之精神的范围内，当可做些许更动。例如，第1图中所示控制对象之转换部的构成系可以适用使用变压器的绝缘型转换器、或具有复数开关组件的转换器(例如半桥型功率转换器或全桥型功率转换器)等，各种的形式。再者，本实施例的数字控制器，系可以适用于执行回馈控制的所有机器。

Claims (7)

1.一种数字控制器，其设于电力增幅器以将输出电压V₀供应给透过载荷线连接之载荷，其具有操作量计算部，其以该输出电压V₀、载荷端电压之载荷电压V_L及任意的目标值r为输入，算出对该电力增幅器之操作量ξ₁。

2.如申请专利范围第1项所述之数字控制器，上述该操作量计算部包括：

以该目标值r为输入的第1操作量计算部；

以该输出电压V₀为输入的第2操作量计算部；

以该载荷电压V_L为输入的第3操作量计算部；

输出该目标值r和该载荷电压V_L的偏差之减算部；

将该减算部输出的该偏差积分的积分器；

以从该积分器的输出为输入之第4操作量计算部；

使用该第1～第4操作量计算部的输出进行演算，以输出操作量ξ₁。

3.如申请专利范围第1项所述之数字控制器，该操作量计算部依据下列数学式1以算出操作量ξ₁：

[数学式1]

${\mathrm{\ξ}}_1=\frac{1}{z(z-F_{16})-F_{15}}\left\{\right[(z-F_{16})F_{12}+F_{14}]v_o+[(z-F_{16})F_{112}+F_{132}]v_L$

$+\frac{k_z}{z-1}[(z-F_{16})H+H_r](r-v_L)+[(z-F_{16})H+H_r]r\}$

但是，z＝exp(jωt)，H、H_r为目标值r和控制量y之间指定的传达系数之极值，kz、F₁₂、F₁₄、F₁₅、F₁₆、F₁₁₂、F₁₃₂为事先设定的特定参数。

4.如申请专利范围第3项所述之数字控制器，该操作量计算部由下列构成：

第1数字滤波器，其以该目标值r为输入并具有下列数学式2表示之传达系数G_r2：

[数学式2]

$G_{r2}=\frac{(z-F_{16})H+H_r}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

第2数字滤波器，其以该输出电压V₀为输入并具有下列数学式3表示之传达系数G_v0：

[数学式3]

$G_{\mathrm{Vo}}=\frac{(z-F_{16})F_{12}+F_{14}}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

第3数字滤波器，其以该载荷电压V_L为输入并具有下列数学式4表示之传达系数G_VL2：

[数学式4]

$G_{\mathrm{VL}2}=\frac{(z-F_{16})F_{112}+F_{132}}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

第4数字滤波器，其具有：

输出该目标值r和该载荷电压V_L的偏差之减算部；

将该减算部输出的该偏差积分的积分器；

以该积分器之输出为输入并具有下列数学式5表示之传达系数G_e：

[数学式5]

$G_e=\frac{(z-F_{16})k_{z}H+k_z{H}_r}{z(z-F_{16})-F_{15}}$

加算器，其将上述第1至第4数字滤波器的输出加算并输出操作量ξ₁。

5.如申请专利范围第3项所述之数字控制器，与以该目标值r为输入并乘法运算该参数Hr、H的各前馈乘算器连接，与以该输出电压V₀为输入并乘法运算该参数F₁₂、F₁₄的回馈乘算器连接，与以该载荷电压V_L为输入并乘法运算该参数F₁₁₂、F₁₃₂的各回馈乘算器连接，并且，该目标值r与该载荷电压V_L的偏差从减算器输入积分器，从该积分器的输出则输入将该参数Hkz、Hrkz乘法运算的各乘算器，从该参数Hrkz的乘算器的输出，以及从将该参数F₁₄、F₁₅、F₁₆、F₁₃₂乘法运算的乘算器的输出，以及将该参数Hr乘法运算之前馈乘算器的输出，以第1加算器加算之，该第1加算器加算后的输出则输入使得延迟1单位时间的第1延迟组件，从该第1延迟组件的延迟输出ξ₂则输入该参数F₁₆的回馈乘算器，该第1延迟组件的延迟输出ξ₂，及该参数F₁₂、F₁₁₂的各个回馈乘算器的输出，及该参数H的前馈乘算器的输出，及该参数Hkz的乘算器的输出，以第2加算器加算之，该第2加算器加算后的输出则输入使得延迟1单位时间的第2延迟组件，该第2延迟组件的延迟输出ξ₁，输入到该参数F₁₅的回馈乘算器，并且输出作为操作量ξ₁。

6.如申请专利范围第3～5项中任一项所述之数字控制器，该操作量计算部在该参数H、Hr、kz、F₁₂、F₁₄、F₁₅、F₁₆、F₁₁₂、F₁₃₂中省略数值小且对控制系统影响小者。

7.如申请专利范围第5或6项所述之数字控制器，该操作量计算部省略上述各前馈乘算器。

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