Розуміння компенсаторів у системах керування

Компенсатор — це пристрій або система, яка використовується для компенсації або протидії впливу іншої системи або процесу. У контексті систем керування компенсатор — це пристрій або алгоритм, який використовується для регулювання вихідного сигналу системи з метою компенсації певних характеристик системи, таких як затримка чи нелінійність.

Існує кілька типів компенсаторів, які можна використовується в системах керування, включаючи:

1. ПІД-регулятори (пропорційно-інтегрально-похідні): це найпоширеніший тип компенсатора, і вони використовують комбінацію пропорційних, інтегральних і похідних елементів для регулювання вихідного сигналу системи на основі похибки між бажаним вихідним сигналом і фактичним вихід.
2. Контролери прямого зв’язку: це компенсатори, які використовують модель керованої системи для прогнозування майбутньої поведінки системи та відповідного коригування виходу.
3. Контролери простору станів: це компенсатори, які використовують рівняння простору станів керованої системи для розробки системи керування.
4. Прогнозні контролери моделі: це компенсатори, які використовують модель керованої системи для прогнозування майбутньої поведінки системи та оптимізації керуючого сигналу на кінцевому горизонті.
5. Адаптивні контролери: це компенсатори, які регулюють свої параметри в режимі реального часу на основі змін у системі, якою керують.

Вибір компенсатора залежить від конкретного застосування та бажаних критеріїв ефективності. Наприклад, ПІД-регулятори прості та легкі у реалізації, але вони можуть не підходити для систем з нелінійною динамікою або змінними в часі збуреннями. Контролери прямого зв’язку можуть керувати нелінійними системами та змінними в часі збуреннями, але вони потребують точної моделі системи, якою керують. Контролери простору станів можуть обробляти системи з декількома входами та виходами, але вони можуть потребувати інтенсивних обчислень. Прогнозні контролери моделі можуть оптимізувати керуючий сигнал на кінцевому горизонті, але вони можуть повільно реагувати на зміни в системі. Адаптивні контролери можуть регулювати свої параметри в реальному часі, але вони можуть бути нестійкими до змін у системі чи середовищі.