Compensação no Sistema de Controle | Compensação Lag-Lead

Antes de introduzir detalhadamente as várias compensações no sistema de controle, é muito essencial conhecer os usos das redes de compensação no sistema de controle. Os usos importantes das redes de compensação estão listados abaixo.

Necessidade de Compensação

1. Para obter o desempenho desejado do sistema, usamos redes de compensação. As redes de compensação são aplicadas ao sistema na forma de ajuste de ganho no caminho de realimentação.

2. Compensar um sistema instável para torná-lo estável.

3. Uma rede de compensação é usada para minimizar o sobressinal.

4. Essas redes de compensação aumentam a precisão em estado estacionário do sistema. Um ponto importante a ser notado aqui é que o aumento da precisão em estado estacionário traz instabilidade ao sistema.

5. As redes de compensação também introduzem polos e zeros no sistema, causando mudanças na função de transferência do sistema. Devido a isso, as especificações de desempenho do sistema mudam.

Métodos de Compensação

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1. Conectando o circuito de compensação entre o detector de erro e a planta, conhecido como compensação em série.

Compensador em Série

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1. Quando um compensador é usado de maneira de feedback, chamado de compensação de feedback.

Compensador de Feedback

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1. Uma combinação de compensador em série e de feedback é chamada de compensação de carga.

Compensador de CargaAgora, o que são redes de compensação? Uma rede de compensação é aquela que faz alguns ajustes para compensar deficiências no sistema. Dispositivos de compensação podem ser do tipo elétrico, mecânico, hidráulico, etc. A maioria dos compensadores elétricos são filtros RC. As redes mais simples usadas para compensação são conhecidas como redes de avanço (lead) e atraso (lag).

Compensação de Fase com Avanço (Lead)

Um sistema que tem um polo e um zero dominante (o zero que está mais próximo da origem do que todos os outros zeros é conhecido como zero dominante) é conhecido como rede de avanço (lead). Se quisermos adicionar um zero dominante para compensação no sistema de controle, então devemos selecionar uma rede de compensação de fase com avanço (lead).
A exigência básica da rede de avanço de fase é que todos os polos e zeros da função de transferência da rede devem estar no eixo real negativo intercalando-se, com um zero localizado na origem ou mais próximo dela.
Abaixo está o diagrama do circuito para a rede de compensação de fase com avanço (lead).

Rede de Compensação de Fase com Avanço (Lead)
Do circuito acima, obtemos,

Igualando a expressão acima de I, obtemos,

Agora, vamos determinar a função de transferência para a rede dada, e a função de transferência pode ser determinada encontrando a razão da tensão de saída tensão à tensão de entrada.
Portanto, tomando a transformada de Laplace de ambos os lados da equação acima,


Substituindo α = (R1 +R2)/ R2 e T = {(R1