User guide

運動控制功能原理介紹 87
PCI-8254 / PCI-8258
4.2.4.1 低通濾波器 (Low Pass Filter)
為了提高響應速度及精度，常見的做法是調高控制增益 (KP 和 KD)，
但過高的控制增益會產生高頻的震動噪音，在機械 ( 馬達 ) 停止運轉
時尤其顯著。當此狀況發生時我們可以使用低通濾波器來濾除高頻
振動雜訊。
下圖為一個理想低通濾波器。其中 Fc 為 「截止頻率 (Cutoff
frequency)」、可通過的頻率範圍稱 「通帶 (Pass band)」、被衰減
的頻率範圍稱 「停帶 (Stop band)」。當訊號頻率低於截止頻率時可
以完全通過， 但若訊號頻率高於截止頻率則訊號的強度會減弱。
我們以一個範例說明此種效果。設計一個截止頻率為 1000Hz 的低
通濾波器，取樣時間為 100 微秒，經過計算後係數 A1 為 32767，
A2 為 -11896，B0 為 1794，B1 為 3588，B2 為 1794， DIV 為
28046。下圖組中所示為不同頻率弦波模擬結果。可觀察到當輸入
訊號為 30Hz 弦波時振幅及相位皆保持不變，而當輸入為 1200Hz 弦
波時可以很明顯觀察到振幅衰減同時相位落後，如此達到消除高頻
雜訊的目的。
139h PRA_BIQUAD1_A2
雙二階濾波器 1 係數
-32768~32767 0
13Ah PRA_BIQUAD1_B0
雙二階濾波器 1 係數
-32768~32767 1
13Bh PRA_BIQUAD1_B1
雙二階濾波器 1 係數
-32768~32767 0
13Ch PRA_BIQUAD1_B2
雙二階濾波器 1 係數
-32768~32767 0
13Dh PRA_BIQUAD1_DIV
雙二階濾波器 1 係數
-32768~32767 1
Param.
No.
Define symbol Description Value Default
Pass band
Stop band
preliminary