Компенсация в системе управления | Компенсация запаздывания-опережения

Прежде чем я подробно расскажу о различных видах компенсации в системе управления, крайне важно понять, как используются компенсирующие сети в системе управления. Ниже приведены важные применения компенсирующих сетей.

Необходимость компенсации

1. Для достижения желаемой производительности системы мы используем компенсирующие сети. Компенсирующие сети применяются к системе в виде регулировки усиления прямого канала.

2. Компенсация неустойчивой системы для ее стабилизации.

3. Компенсирующая сеть используется для минимизации перерегулирования.

4. Эти компенсирующие сети увеличивают точность установившегося состояния системы. Важно отметить, что увеличение точности установившегося состояния может привести к нестабильности системы.

5. Компенсирующие сети также вводят полюса и нули в систему, что изменяет передаточную функцию системы. В результате этого изменяются характеристики производительности системы.

Методы компенсации

1. 
   

1. Подключение компенсирующей цепи между детектором ошибок и объектом управления называется серийной компенсацией.

Серийный компенсатор

1. 
   

1. Когда компенсатор используется в обратной связи, это называется обратной связью компенсации.

Компенсатор обратной связи

1. 
   

1. Сочетание серийного и компенсатора обратной связи называется компенсацией нагрузки.

Компенсатор нагрузки. Что же такое компенсирующие сети? Компенсирующая сеть — это устройство, которое вносит некоторые корректировки, чтобы компенсировать недостатки в системе. Компенсирующие устройства могут быть электрическими, механическими, гидравлическими и т.д. Большинство электрических компенсаторов являются RC-фильтрами. Самыми простыми сетями, используемыми для компенсации, являются фазовые упреждающие и запаздывающие сети.

Фазовая упреждающая компенсация

Система, имеющая один полюс и один доминирующий ноль (ноль, который ближе к началу координат, чем все остальные нули, называется доминирующим нулем), называется упреждающей сетью. Если мы хотим добавить доминирующий ноль для компенсации в системе управления, то мы должны выбрать упреждающую компенсацию. Основное требование к фазовой упреждающей сети заключается в том, что все полюсы и нули передаточной функции сети должны лежать на (-) вещественной оси, чередуясь друг с другом, с нулем, расположенным ближе всего к началу координат. Ниже приведена схема фазовой упреждающей компенсации.

Сеть фазовой упреждающей компенсации
Из данной схемы получаем,

Приравнивая выражения для I, получаем,

Теперь определим передаточную функцию для данной сети, которая может быть найдена, определив отношение выходного напряжения к входному напряжению.
Поэтому, взяв преобразование Лапласа от обеих сторон вышеуказанных уравнений, получаем


Подставив α = (R1 +R2)/ R2 и T = {(R