Antes de presentarles sobre varios compensación en el sistema de control en detalle, es muy esencial conocer los usos de las redes de compensación en el sistema de control. Los usos importantes de las redes de compensación están escritos a continuación.
Necesario de compensación
- Para obtener el rendimiento deseado del sistema, utilizamos redes de compensación. Las redes de compensación se aplican al sistema en forma de ajuste de la ganancia de la trayectoria de alimentación.
- Compensar un sistema inestable para hacerlo estable.
- Se utiliza una red de compensación para minimizar el sobregiro.
- Estas redes de compensación aumentan la precisión del sistema en estado estable. Un punto importante a destacar aquí es que el aumento de la precisión de estado estacionario trae inestabilidad al sistema.
- Las redes de compensación también introducen polos y ceros en el sistema, lo que provoca cambios en la función de transferencia del sistema. Debido a esto, las especificaciones de rendimiento del sistema cambian.
Métodos de compensación
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- Conectando el circuito de compensación entre detector de errores y las plantas conocidas como compensación en serie.
Compensador en serie
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- Cuando un compensador utilizado de manera retroactiva llamado compensación por retroalimentación.
Compensador de retroalimentación
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- Una combinación de serie y compensador de retroalimentación se llama compensación de cargas.
Compensador de cargaAhora, ¿qué son las redes de compensación? Una red de compensación es aquella que hace algunos ajustes para compensar las deficiencias del sistema. Los dispositivos de compensación pueden ser eléctricos, mecánicos, hidráulicos, etc. La mayoría de los compensadores eléctricos son filtros RC. Las redes más simples utilizadas para el compensador se conocen como red de plomo, red de retardo.
Compensación de plomo de fase
Un sistema que tiene un polo y un cero dominante (el cero que está más cerca del origen que todos los demás ceros se conoce como cero dominante) se conoce como red de plomo. Si queremos añadir un cero dominante para compensación en el sistema de control entonces tenemos que seleccionar compensación de plomo de la red.
El requisito básico de la red de conductores de fase es que todos los polos y ceros de la función de transferencia de la red deben estar en (-)ve eje real entrelazados entre sí con un cero situado en el origen del origen más cercano.
A continuación se muestra el diagrama de circuito para la fase compensación de plomo de la red.
Red de compensación de fases
Desde el circuito de arriba tenemos,
Equivalente a la expresión de «yo» que tenemos,
Ahora determinemos la función de transferencia para la red dada y la función de transferencia puede ser determinada encontrando la relación de la salida voltaje al voltaje de entrada.
Así que tomar Laplace transformar de ambos lados de las ecuaciones anteriores,
Al sustituir el = (R1 +R2)/ R2 y T = {(R)1R2) /(R1 +R2)} en la ecuación anterior.
Donde, T y son respectivamente la constante de tiempo y la constante de atenuación, tenemos
La red anterior puede ser visualizada como un amplificador con una ganancia de 1/. Dibujemos el diagrama del polo cero para la función de transferencia anterior.
Red de Compensación de Plomo del Polo Cero
Claramente tenemos que -1/T (que es un cero de la función de transferencia) está más cerca del origen que el -1/(T) (que es el polo de la función de transferencia). Así podemos decir que en el compensador de plomo el cero es más dominante que el polo y debido a esta red de plomo introduce un ángulo de fase positivo en el sistema cuando se conecta en serie.
Sustituyamos s = j en la función de transferencia anterior y también tenemos < 1. Al encontrar la función del ángulo de fase para la función de transferencia tenemos 
Ahora para encontrar poner el máximo de plomo de fase ocurre en una frecuencia vamos a diferenciar esta función de la fase y equipararla a cero. Al resolver la ecuación anterior obtenemos
Dónde,m es el máximo ángulo de avance de la fase. Y la magnitud correspondiente de la función de transferencia en el máximom es 1/a.
Efecto de la compensación de plomo de fase
- La constante de velocidad Kv …aumenta.
- La pendiente del gráfico de magnitudes se reduce en la frecuencia de cruce de la ganancia, de modo que la estabilidad relativa mejora y la disminución del error debido al error es directamente proporcional a la pendiente.
- El margen de la fase aumenta.
- La respuesta se hace más rápida.
Ventajas de la compensación de fases
Discutamos algunas de las ventajas de la compensación de plomo de fase…
- Debido a la presencia de la red de conductores de fase, la velocidad del sistema aumenta porque desplaza la frecuencia de cruce de la ganancia a un valor más alto.
- Debido a la presencia de la compensación de plomo de fase, el sobregiro máximo del sistema disminuye.
Desventajas de la compensación de la fase principal
Algunas de las desventajas de la compensación por desfase
- Error de estado estable no ha mejorado.
Compensación de desfase
Un sistema que tiene un cero y un polo dominante (el polo que está más cerca del origen que todos los demás polos se conoce como polo dominante) se conoce como red de retardo. Si queremos añadir un polo dominante para compensación en el sistema de control entonces, tenemos que seleccionar un compensación de retraso de la red.
El requisito básico de la red de desfase es que todos los polos y ceros de la función de transferencia de la red deben estar en (-)ve eje real entrelazados entre sí con un polo situado o en el más cercano al origen.
A continuación se muestra el diagrama de circuito para la fase compensación de retraso de la red.
Red de compensación de desfase
Tendremos la salida en la combinación de series de la resistencia R2 y el condensador C.
Del diagrama de circuitos anterior, obtenemos
Ahora determinemos la función de transferencia para la red dada y la función de transferencia puede ser determinada encontrando la relación de la salida voltaje al voltaje de entrada.
Tomando Laplace transformar de la ecuación superior a dos que tenemos,
Al sustituir el 
en la ecuación anterior (Donde, T y son respectivamente la constante de tiempo y la ganancia de DC), tenemos
La red anterior proporciona una ganancia de alta frecuencia de 1 / . Dibujemos el diagrama del polo cero para la función de transferencia anterior.
Polo Cero de la Red Lag
Claramente tenemos que -1/T (que es un cero de la función de transferencia) está más lejos del origen que el -1 / (T) (que es el polo de la función de transferencia). Por lo tanto, podemos decir que en el compensador de desfase el polo es más dominante que el cero y debido a esta red de desfase introduce un ángulo de fase negativo en el sistema cuando se conecta en serie.
Sustituyamos s = j en la función de transferencia anterior y también tenemos un < 1. Al encontrar la función del ángulo de fase para la función de transferencia tenemos 
Ahora para encontrar poner el máximo desfase se produce en una frecuencia vamos a diferenciar esta función de la fase y equipararla a cero. Al resolver la ecuación anterior obtenemos
Dónde,m es el máximo ángulo de avance de la fase. Recuerde que generalmente se elige que sea mayor de 10.
Efecto de la compensación de desfase
- Aumenta la frecuencia de cruce de ganancias.
- El ancho de banda disminuye.
- El margen de la fase se incrementará.
- La respuesta será más lenta antes de que, debido a la disminución del ancho de banda, el tiempo de subida y el tiempo de asentamiento sean mayores.
Ventajas de la compensación de desfase
Veamos algunas de las ventajas de la compensación de desfase
- La red de retardo de fase permite que las bajas frecuencias y las altas frecuencias sean atenuadas.
- Debido a la presencia de la compensación de desfase, la precisión del estado estable aumenta.
Desventajas de la compensación por desfase
Algunas de las desventajas de la compensación por desfase de fase
- Debido a la presencia de la compensación de desfase, la velocidad del sistema disminuye.
Compensación de desfase de fase
Con un solo retardo o compensación de plomo puede que no se satisfagan las especificaciones de diseño. Para un sistema inestable no compensado, la compensación del plomo proporciona una respuesta rápida pero no proporciona suficiente margen de fase, mientras que la compensación del desfase estabiliza el sistema pero no proporciona suficiente ancho de banda. Así que necesitamos múltiples compensadores en cascada.
A continuación se muestra el diagrama de circuito para la fase compensación por retraso de la red.
Red de Compensación de Plomo de Retraso
Ahora determinemos la función de transferencia para la red dada y la función de transferencia puede ser determinada encontrando la relación de la salida voltaje al voltaje de entrada.
Al sustituir la T1 = R1C1, R2C2 = T2, R1R2C1C2 = T1T2 y T1T2 = R1R2C1C2 en la ecuación anterior (donde T1, T2 y , son respectivamente las constantes de tiempo y atenuación). Tenemos
Dibujemos el diagrama del polo cero para la función de transferencia anterior.
Red de rezago del Polo Cero Parcela
Claramente tenemos que -1/T (que es un cero de la función de transferencia) está más lejos del origen que el -1/(T) (que es el polo de la función de transferencia). Por lo tanto, podemos decir que en el compensación por retraso en el liderazgo El polo es más dominante que el cero y debido a esta red de retardo puede introducir un ángulo de fase positivo en el sistema cuando se conecta en serie.
Ventajas de la compensación por desfase de fases
Discutamos algunas de las ventajas de la compensación por desfase de fase…
- Debido a la presencia de la red de retardo de fase, la velocidad del sistema aumenta porque desplaza la frecuencia de cruce de la ganancia a un valor más alto.
- Debido a la presencia de la red de retardo de fase, la precisión de la red es mejorada.
