Förstå kompensatorer i styrsystem

En kompensator är en enhet eller ett system som används för att kompensera eller motverka effekterna av ett annat system eller process. I samband med styrsystem är en kompensator en enhet eller algoritm som används för att justera utsignalen från ett system för att kompensera för vissa egenskaper hos systemet, såsom fördröjning eller olinjäritet.

Det finns flera typer av kompensatorer som kan används i styrsystem, inklusive:

1. PID (Proportional-Integral-Derivative)-regulatorer: Dessa är den vanligaste typen av kompensatorer, och de använder en kombination av proportionella, integral- och derivativa termer för att justera utdata från ett system baserat på felet mellan den önskade uteffekten och den faktiska output.
2. Feedforward-styrenheter: Dessa är kompensatorer som använder en modell av systemet som styrs för att förutsäga systemets framtida beteende och justera utsignalen därefter.
3. Tillståndsrymdskontrollanter: Dessa är kompensatorer som använder tillståndsrymdsekvationerna för det system som styrs för att designa kontrollsystemet.
4. Modellförutsägande styrenheter: Dessa är kompensatorer som använder en modell av systemet som styrs för att förutsäga systemets framtida beteende och optimera styrsignalen över en ändlig horisont.
5. Adaptiva styrenheter: Dessa är kompensatorer som justerar sina parametrar i realtid baserat på förändringar i systemet som styrs.

Valet av kompensator beror på den specifika applikationen och de önskade prestandakriterierna. Till exempel är PID-regulatorer enkla och lätta att implementera, men de kanske inte är lämpliga för system med olinjär dynamik eller tidsvarierande störningar. Feedforward-styrenheter kan hantera olinjära system och tidsvarierande störningar, men de kräver en exakt modell av systemet som styrs. State-space controllers kan hantera system med flera ingångar och utgångar, men de kan vara beräkningsintensiva. Modellförutsägande styrenheter kan optimera styrsignalen över en begränsad horisont, men de kan vara långsamma att reagera på förändringar i systemet. Adaptiva styrenheter kan justera sina parametrar i realtid, men de kanske inte är robusta mot förändringar i systemet eller miljön.