KR200172914Y1 - Feedback control circuit using variable band width filter - Google Patents

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KR200172914Y1 KR2019940026479U KR19940026479U KR200172914Y1 KR 200172914 Y1 KR200172914 Y1 KR 200172914Y1 KR 2019940026479 U KR2019940026479 U KR 2019940026479U KR 19940026479 U KR19940026479 U KR 19940026479U KR 200172914 Y1 KR200172914 Y1 KR 200172914Y1
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Abstract

본 고안은 제어회로 전반에 사용되는 피드백 제어회로에 관한 것으로, 상세하게는 피드백 회로의 잡음제거용 필터의 밴드폭에 의한 입력신호의 통과 주파수 범위와 제거되는 잡음의 최저 주파수 범위와의 관계를 적절히 선정하기 위한 가변 밴드폭 필터를 이용한 피드백 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a feedback control circuit used throughout the control circuit. Specifically, the relationship between the pass frequency range of the input signal and the lowest frequency range of the noise to be removed is appropriately determined by the bandwidth of the noise canceling filter of the feedback circuit. A feedback control circuit using a variable bandwidth filter for selecting.

즉, 본 고안에 따른 피드백 시스템은 잡음 제거용 필터의 밴드폭을 가변시킬 수있는 밴드폭 제어부를 둠으로써, Wfo-action≤Wfn≤Wfo-MAX와 같은 조건의 잡음 주파수(Wfn)에 대해서 시스템이 반응하게 되어 전체적으로 불안정 상태를 유발하게 되는 것을 방지하여 주므로 시스템의 동작 안정성이 대폭 향상되며, 궤환성분(ffb)에서 실제 시스템의 동작 주파수인 Wfi, Wfo이상의 잡음 주파수(Wfn)가 제거되어 항상 깨끗한 궤환 신호(ffb)를 얻을 수 있는 효과가 있다.That is, the feedback system according to the present invention has a bandwidth control unit capable of varying the bandwidth of the noise removing filter, so that the noise frequency (Wf n ) under conditions such as Wf o-action ≤ Wf n ≤ Wf o-MAX The system's response is prevented from causing an overall instability and the system's operating stability is greatly improved.In the feedback component (f fb ), the noise frequency (Wf i) higher than the operating system's operating frequency Wf i , Wf o n ) is eliminated, so that a clean feedback signal f fb is always obtained.

Description

가변 밴드폭 필터를 사용한 피드백 제어회로Feedback Control Circuit Using Variable Bandwidth Filter

제1도는 종래의 피드백 제어회로의 블럭도이고,1 is a block diagram of a conventional feedback control circuit,

제2도는 본 고안에 따른 피드백 제어회로의 블럭도이고,2 is a block diagram of a feedback control circuit according to the present invention,

제3도는 본 고안에 따른 피드백 제어회로의 소프트웨어에 의한 구성도이다.3 is a configuration diagram by software of a feedback control circuit according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : PI제어기 2 : 시스템1: PI controller 2: System

3 : 필터 4 : 샘플링 회로3: filter 4: sampling circuit

11 : PI제어기 12 : 시스템11: PI controller 12: system

13 : 필터 14 : 샘플링회로13 filter 14 sampling circuit

15 : 밴드폭 제어부 100 : 주회로15: bandwidth control unit 100: main circuit

200 : 피드백 회로200: feedback circuit

본 고안은 제어회로 전반에 사용되는 피드백 제어회로에 관한 것으로, 상세하게는 피드백 회로의 잡음제거용 필터의 밴드 폭에 의한 입력신호의 통과 주파수 범위와 제거되는 잡음의 최저 주파수 범위와의 관계를 적절히 선정하기 위한 가변 밴드폭 필터를 이용한 피드백 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a feedback control circuit used throughout the control circuit, and in detail, the relationship between the pass frequency range of the input signal and the lowest frequency range of the noise to be removed due to the bandwidth of the noise canceling filter of the feedback circuit is appropriate. A feedback control circuit using a variable bandwidth filter for selecting.

제1도는 종래의 피드백 제어회로의 블럭도이다. 이 도면에서 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.1 is a block diagram of a conventional feedback control circuit. Looking at the configuration in this figure is as follows.

비례 적분용의 비례 적분(PI) 제어기(1)와 시스템(2)로 이루어진 주회로(100) 및 필터(3)와 샘플링 회로(4)로 이루어진 피드백 회로(200)로 구성되어 있는데, 그 동작은 다음과 같다.It consists of a main circuit 100 consisting of a proportional integration (PI) controller (1) and a system (2) for proportional integration, and a feedback circuit (200) consisting of a filter (3) and a sampling circuit (4). Is as follows.

입력(f1)이 주어지면 주회로(100)에 의한 출력(f0)이 피드백 회로(200)를 통하여 궤환되는 궤환성분(ffb)과의 차이 신호(fe)가 주회로(100)의 PI 제어기(1)를 거쳐 실제 시스템의 입력(fc)를 생성하게 된다. 그리고 이 fc신호량이 시스템을 거쳐 출력(f0)을 발생시킨다.Given the input f 1 , the difference signal f e with the feedback component f fb from which the output f 0 by the main circuit 100 is fed back through the feedback circuit 200 is the main circuit 100. Through the PI controller (1) of the actual system input (f c ) is generated. This f c signal amount generates an output f 0 through the system.

한편 피드백 회로(200)에서는 출력(f0)을 샘플링 회로(4)를 통하여 샘플된 신호(fs)를 만들어 내며, 이 신호(fs)에 외부로 부터의 바람직하지 못한 잡음신호(fn)가 합성되어 합성신호(fs+fn)가 필터(3)를 통과하여 궤환성분(ffb)을 생성하게 된다.The feedback circuit 200, the output (f 0), a sampling circuit produces a sample signal (f s) through (4), the signal (f s) f (noise, undesirable from an external signal to the n ) Is synthesized so that the synthesized signal f s + f n passes through the filter 3 to generate the feedback component f fb .

그런데, 이와 같은 피드백 회로(200)의 잡음 제거용 필터(3)의 밴드폭은 다음과 같이 회로, 전체적으로 불안정상태를 유발하는 문제점을 발생시킨다.However, the bandwidth of the noise canceling filter 3 of the feedback circuit 200 causes a problem that causes an unstable state of the circuit as a whole.

샘플링 회로의 경우 샘플된 신호(fs)의 주파수는 출력(f0)의 주파수와 같으므로, 필터(3)의 밴드 폭은 출력(f0)의 최고 주파수 보다는 커야 한다. 이 경우 필터(3)에서 제거되는 잡음(fn)의 최저 주파수는 출력(f0)의 최고 주파수와 같다. 즉,In the case of a sampling circuit, the frequency of the sampled signal f s is equal to the frequency of the output f 0 , so the band width of the filter 3 must be greater than the highest frequency of the output f 0 . In this case, the lowest frequency of the noise f n removed from the filter 3 is equal to the highest frequency of the output f 0 . In other words,

Wfn-MIN(filtered)=Wf0-MAX…………………… (1)Wf n-MIN (filtered ) = Wf 0-MAX ... … … … … … … … (One)

이러한 필터에서는 시스템이 최고의 주파수로 동작을 하는 경우에는 문제가 없다.In such a filter, there is no problem if the system is operating at the highest frequency.

그러나 시스템의 동작 주파수가 낮아지는 경우에는 궤환성분에 시스템의 동작 주파수 이외의 잡음 신호가 존재하게 된다. 이 경우 잡음신호의 주파수는,However, when the operating frequency of the system is lowered, noise signals other than the operating frequency of the system are present in the feedback component. In this case, the frequency of the noise signal is

Wfo-action≤Wfn≤Wfo-MAX…………………… (2)Wf o-action < Wf n < Wf o-MAX ... … … … … … … … (2)

의 관계가 성립한다.The relationship is established.

이러한 경우 시스템은 (2)식의 잡음 신호(fn)에 대해서도 반응하게 되어 전체적으로 불안정 상태를 유발하게 된다.In this case, the system also reacts to the noise signal f n of Eq.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, (2)식과 같은 잡음신호에 대해서도 불안정 상태를 유발하지 않는 피드백 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is designed to solve the above problems, and an object thereof is to provide a feedback control system that does not cause an instability even with a noise signal such as (2).

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 피드백 제어회로는,Feedback control circuit according to the present invention to achieve the above object,

입력 신호 제어량을 비례 적분하는 비례 적분 수단;Proportional integration means for proportionally integrating the input signal control amount;

상기 비례 적분 수단의 출력신호를 인가받아 소망하는 동작을 하는 시스템;A system for receiving the output signal of the proportional integration means and performing a desired operation;

피드백 신호로서 상기 출력신호를 샘플링하는 샘플링 수단;Sampling means for sampling the output signal as a feedback signal;

상기 샘플링 수단에서 샘플된 신호에 섞인 외부 잡음을 제거하기 위한 필터링 수단;Filtering means for removing external noise mixed in the signal sampled by the sampling means;

그리고 상기 필터링 수단의 밴드폭을 제어하기 위한 밴드폭 제어 수단;을And bandwidth control means for controlling the bandwidth of the filtering means.

구비하여 된 것을 특징으로 한다.Characterized in that provided.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 피드백 제어회로를 설명한다.Hereinafter, a feedback control circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings.

제2도는 본 고안에 따른 피드백 제어회로의 블럭도이다. 이 도면에서 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.2 is a block diagram of a feedback control circuit according to the present invention. Looking at the configuration in this figure is as follows.

입력 신호량을 비례 적분하는 PI 제어기(11)와 이 PI 제어기(11)의 출력신호를 인가받아 소망하는 공정을 하는 시스템(12)로 이루어진 주회로(100) 및 피드백 신호량으로서 상기 시스템(12)의 출력 신호를 샘플링하는 샘플링 회로(14)와 이 샘플링 회로(14)에서 샘플된 신호에 섞인 잡음신호를 제거하기 위한 필터(14)와 이 필터의 밴드폭을 동작주파수에 따라 가변시키기 위한 밴드폭 제어부(15)로 이루어진 피드백 회로(200)로 구성된다.The system 12 as a main circuit 100 and a feedback signal amount comprising a PI controller 11 that proportionally integrates an input signal amount and a system 12 that receives the output signal of the PI controller 11 and performs a desired process. A sampling circuit 14 for sampling the output signal of the < RTI ID = 0.0 >) < / RTI > The feedback circuit 200 includes a width control unit 15.

또한 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.In addition, the operation is as follows.

입력량(f1)이 주어지면 주회로(100)에 의한 출력(f0)이 피드백 회로(200)를 통하여 궤환되는 궤환성분(ffb)과의 차이 신호량(fe)이 주회로(100)의 PI 제어기(11)를 거쳐 실제 시스템(12)의 입력신호(fc)를 생성한다. 그리고 이 fc신호량이 시스템(12)을 거쳐 출력(f0)을 발생시킨다.Given the input amount f 1 , the difference signal amount f e from the feedback component f fb from which the output f 0 by the main circuit 100 is fed back through the feedback circuit 200 is the main circuit 100. The input signal f c of the actual system 12 is generated via the PI controller 11 of. This f c signal amount generates the output f 0 via the system 12.

한편 피드백 회로(200)에서는 출력(f0)을 샘플링 회로(14)를 통하여 샘플된 신호량(fs)를 만들어 내며, 이 신호량(fs)에 외부로 부터의 바람직하지 못한 잡음신호(fn)이 합성되어 합성된 신호(fs+fn)이 잡음신호 제거용 필터(13)를 통과하여 궤환성분(ffb)을 생성하게 된다.On the other hand, the feedback circuit 200 generates the signal amount f s sampled at the output f 0 through the sampling circuit 14, and the signal noise f s from the outside is undesirable. f n ) is synthesized and the synthesized signal f s + f n passes through the noise signal removing filter 13 to generate the feedback component f fb .

여기서 특별한 것은 밴드폭 제어부(15)가 있어 상기 잡음 신호 제거용 필터(13)의 밴드폭을 가변시킬 수 있다는 점이다. 즉, 밴드폭 제어부(15)는 입력신호(fi)의 동작 주파수에 따라 출력값(fd)을 달리하여 필터의 밴드폭을 제어한다.What is special here is that there is a bandwidth controller 15 so that the bandwidth of the noise signal removal filter 13 can be varied. That is, the bandwidth controller 15 controls the bandwidth of the filter by varying the output value f d according to the operating frequency of the input signal f i .

밴드폭의 가변 범위는 다음과 같이 정한다.The variable range of the bandwidth is determined as follows.

1. 외부 잡음(fn)을 제거하기 위한 필터(13)의 밴드폭은 입력신호(fi)의 주파수에 따라 변화되어야 한다.1. The bandwidth of the filter 13 for removing external noise f n should be changed according to the frequency of the input signal f i .

2. 잡음 제거용 필터(13)의 밴드폭은 입력 신호(fi)의 동작 주파수보다 작아서는 안된다. 즉,2. The bandwidth of the noise canceling filter 13 should not be smaller than the operating frequency of the input signal f i . In other words,

Wfilter-MAX =Wfi-action……………………… (3)W filter-MAX = Wf i-action ... … … … … … … … … (3)

3. 잡음 제거용 필터의 밴드폭은 잡음 신호를 제거하기 위해 충분히 낮아야 한다. 즉,3. The bandwidth of the noise-cancelling filter should be low enough to eliminate the noise signal. In other words,

Wfi-action Wfilter-MAX Wfn-action…………… (4)Wf i-action W filter-MAX Wf n-action … … … … … (4)

의 관계가 성립해야 한다.The relationship must be established.

따라서, 필터(13)의 밴드폭은 입력신호(fi)의 주파수에 따라 상기 식(4)를 만족하므로 궤환성분(ffb)의 주파수는 다음 식을 만족한다.Therefore, the bandwidth of the filter 13 satisfies Equation (4) according to the frequency of the input signal f i , so the frequency of the feedback component f fb satisfies the following equation.

Wffb Wfi……………………………………… (3)Wf fb Wf i … … … … … … … … … … … … … … … (3)

이 식(5)를 만족하게 되면 시스템의 진동(hunting)은 현저히 줄어들게 된다.If this equation (5) is satisfied, the hunting of the system is significantly reduced.

제3도는 본 고안에 따른 피드백 제어회로의 소프트웨어에 의한 구성예이다.3 is a configuration example by software of a feedback control circuit according to the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 피드백 시스템은 잡음 제거용 필터의 밴드폭을 가변시킬 수 있는 밴드폭 제어부를 둠으로써, Wfo-action≤Wfn≤Wfo-MAX와 같은 조건의 잡음 주파수(Wfn)에 대해서 시스템이 반응하게 되어 전체적으로 불안정 상태를 유발하게 되는 것을 방지하여 주므로 시스템의 동작 안정성이 대폭 향상되며, 궤환성분(ffb)에서 실제 시스템의 동작 주파수인 Wfi, Wfo이상의 잡음 주파수(Wfn)가 제거되어 항상 깨끗한 궤환 신호(ffb)을 얻을 수 있는 효과가 있다.As described above, the feedback system according to the present invention has a bandwidth control unit capable of varying the bandwidth of the noise removing filter, thereby providing a noise frequency (Wf o-action ≤ Wf n ≤ Wf o-MAX ). Wf n ) prevents the system from reacting to the overall unstable state, which greatly improves the stability of the system, and the noise above the actual operating frequency of Wf i , Wf o in the feedback component (f fb ). The frequency Wf n is removed, so that a clean feedback signal f fb is always obtained.

Claims (4)

입력 신호 제어량을 비례 적분하는 비례 적분 수단;Proportional integration means for proportionally integrating the input signal control amount; 상기 비례 적분 수단의 출력신호를 인가받아 소망하는 동작을 하는 시스템;A system for receiving the output signal of the proportional integration means and performing a desired operation; 피드백 신호로서 상기 출력신호를 샘플링하는 샘플링 수단;Sampling means for sampling the output signal as a feedback signal; 상기 샘플링 수단에서 샘플된 신호에 섞인 외부 잡음을 제거하기 위한 필터링 수단;Filtering means for removing external noise mixed in the signal sampled by the sampling means; 그리고 상기 필터링 수단의 밴드폭을 제어하기 위한 밴드폭 제어 수단;을And bandwidth control means for controlling the bandwidth of the filtering means. 구비하여 된 것을 특징으로 하는 피드백 제어 회로.Feedback control circuit, characterized in that provided. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터링 수단의 밴드폭은 상기 밴드폭 제어 수단에 의해 상기 입력신호의 주파수에 따라 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 피드백 제어 회로.And a bandwidth of the filtering means can be changed by the bandwidth control means in accordance with the frequency of the input signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터링 수단의 밴드폭은 상기 입력신호의 동작 주파수 보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 피드백 제어 회로.And the bandwidth of the filtering means is greater than or equal to the operating frequency of the input signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터링 수단의 밴드폭은 잡음 신호를 제거하기 위해 상기 입력신호의 동작 주파수 보다는 크거나 같고, 잡음 신호의 동작 주파수 보다는 작거나 같은 것을 특징으로 하는 피드백 제어 회로.The bandwidth of the filtering means is greater than or equal to the operating frequency of the input signal and less than or equal to the operating frequency of the noise signal to remove the noise signal.
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KR100735431B1 (en) 2006-02-28 2007-07-04 삼성전기주식회사 An apparatus for auto-calibration of filter characteristic

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