Ylitys on yleinen kysymys ohjausjärjestelmissä, joissa lähtö ylittää halutun asetuspisteen transienttivasteen aikana. Ylityksen vähentäminen parantaa järjestelmän vakautta ja suorituskykyä. Erilaisia suunnittelutekniikoita voidaan käyttää ylityksen minimoimiseksi, usein säätöjen säätäjän parametreihin tai järjestelmän dynamiikkaan.

Suhteellinen ja riippumaton valvonta

PD-ohjaus lisää suhteelliseen ohjaimeen johdannaistermin, joka auttaa vaimentamaan värähtelyjä ja vähentämään ylitystä. Suhteellisten ja johdannaisvoittojen kytkeminen on välttämätöntä optimaalisen suorituskyvyn kannalta.

Kun otetaan huomioon järjestelmä, jossa on siirtotoiminto G(s) = 1 / (s^2 + 2...ω ns + ω n^2), asianmukaisten PD-voittojen valinta voi vähentää merkittävästi ylitystä. Esimerkiksi johdannaisen arvonnousun lisääminen vähentää huippuvastetta.

Johtokorvaus

Lyijyn kompensointi parantaa transienttista vastetta lisäämällä faasin lyijyä, mikä lisää järjestelmän vaimentusta. Tämä tekniikka vähentää tehokkaasti ylitystä ja laskeutumisaikaa. Lyijyn vaimennuksella on muoto:

G c(s) = (τs + 1) / (ατs + 1), jossa α < 1.

Numeerinen esimerkki: Lyijyn kompensointi τ = 0,1 ja α = 0,5 voi vähentää ylitystä 20 prosentista alle 10 prosenttiin tietyssä järjestelmässä.

Palaute

Palautteen saaminen suhteessa kontrollijärjestelmään vaikuttaa ylitykseen. Pienemmät voitot vähentävät yleensä ylitystä, mutta voivat hidastaa vastetta. Oikea viritystasapainojen nopeus ja vakaus.

Numeerinen esimerkki: Suhteellisen hyödyn vähentäminen 10:stä viiteen järjestelmässä laski ylityksestä 15 prosentista 7 prosenttiin, ja nousuaika hieman piteni.

Päätelmät

Toteutustekniikat, kuten PD-ohjaus, lyijyn kompensointi ja ennakon säätö, voivat vähentää tehokkaasti ohjausjärjestelmien ylitystä. Numeerinen viritys auttaa saavuttamaan halutut transienttiset vasteominaisuudet.