在我们继续进行之前,一个实际控制设计应用实例,我们可以用我们刚刚讨论的一些概念,我想花几分钟描述的一些最常用的补偿器结构的主要特征。第一我想看看结构补偿器。该控制器由一个零和一个单刀。为了这个结构表现为补偿器,零必须位于杆之前。
在这个例子中,我们有一个零10弧度/秒和一杆100弧度每秒。我们应该期待,跟踪级分解与每十年+ 20 dB 0,然后平就达到极点。同样,阶段开始爬向0 + 90度,然后由北极了回到0。
正面碰撞阶段将有累加效应在我们的开环传递函数,因此得名“补偿器。”By the way, note that the compensatory in this example has a DC gain of -20 dB. Just think of the s+10 as equivalent to 10(0.1s+1), and (s+100) as 100(0.01s+1). So, the DC gain of this transfer function will be 10/100, which is 0.1, which is -20 dB.
第二个结构我想提到的是所谓的滞后补偿器。注意,该控制器具有相同的结构,只有在这种情况下,磁极坐落在0。正如预期的,行为是逆转。
我想看的是第三个结构PI控制器。这可能是其中一个最常用的补偿器结构。它由一个比例增益加积分增益通过纯积分器。
请注意,这两个频率跟踪不叠加。在对数刻度是不可分割的一笔。频率响应,我们首先需要两个词结合成一个单一的传递函数的公分母。分解后,我们将得到一些整体直流增益量,将Kp和Ki的函数关系,在分子然后0,这也将Kp和Ki的函数。
在任何情况下,您可以看到纯积分器特征——无限的直流增益,和高增益低频范围,将确保零稳态跟踪误差,将提供良好的低频扰动抑制特性,这两种通常是非常可取的。
最后,让我们看看另一个常用的结构,PD补偿器。在这种情况下,我们有一个比例增益和微分增益通过纯粹的区别。注意,这将像一个0,因为导数的影响,收益将用于无穷级高频率。
正如我前面提到的,除了纯粹的差异是不可以实现的数字控制器,因为计算导数,你需要未来的知识。据我所知,时间旅行尚未实现。
无论如何,我的主要观点是,无限增益在高频率是不可取的行为,因为不连续或噪音对我们的系统将会极大地放大。因此,在实践中,你总是用所谓滤波器的区别。从本质上讲,一个过滤器的区别是一个纯粹的区别和杆放置在一个频率,我们不想被分化了。
再次,PI控制器的情况下,找到我们不能使用的频率响应叠加的总和。在公分母,s + N在这种情况下,和保理Kp和Kd的东西,你可以看到,这个结构——PD控制器和滤波器导数领先补偿器本质上是一样的。
所以,我们得到很好的福利增加了碰撞阶段保证金,这也意味着增加了交叉阻尼。再一次,这两个特点也是非常可取的。您可能会猜测,一个完整的PID控制器结合了这两种结构的好处。这是其中一个原因为什么在实践中,pid是目前最常用的控制器架构之一。
