Ist ein PID(ish)-Controller vom Typ 2a nur ein Beispiel für einen augmentierenden Integrator?
mager
In einer früheren Frage habe ich endlich den Code geknackt, wie ich die Übertragungsfunktion für einen Kompensator vom Typ 2(a) wie diesen herleite, der um einen Operationsverstärker herum aufgebaut ist.
Wie sich herausstellt, ist diese Konfiguration für AC-Analysezwecke genau wie eine augmentierende Integratorschaltung , die unten abgebildet ist, mit der Ausnahme, dass der Rückkopplungswiderstand ( ) und Kondensator ( ) werden in ihrem Zweig umgesetzt. (Beachten Sie, dass der oben bezeichnete Widerstand als "verschwindet" aus dem Controller vom Typ 2a in der AC-Analyse. Die Eingänge des Operationsverstärkers sind gleich (oder sehr nahe daran), sodass kein Strom durch diesen Widerstand fließt.)
Es überrascht nicht, dass ich genau die gleiche Übertragungsfunktion erhalte, unabhängig von der Reihenfolge, in der die beiden lokalen Feedback-Geräte erscheinen.
Meine Frage lautet also: Ist die Controller-Schaltung vom Typ 2a nur ein Beispiel für einen augmentierenden Integrator? Spielt es eine Rolle, ob der Kondensator mit dem Ausgangsknoten oder dem invertierenden Eingang verbunden ist?
Ich habe die Schaltung vom Typ 2a gesehen, die in verschiedenen Quellen als "Integrator" oder "Integrierelement" bezeichnet wird, jedoch ohne weitere Erläuterung. Ich war anfangs verwirrt darüber, warum es nicht wie ein klassischer Operationsverstärker-Integrator aussah, dem der Widerstand in der lokalen Rückkopplungsschleife fehlt, und vermute, dass dies der Grund sein könnte. Und zumindest für die Impedanz spielt die Reihenfolge dieser beiden Komponenten mathematisch keine Rolle. Intuitiv scheint es, als müsste es einen Unterschied geben, wenn auch vielleicht einen subtilen. In tatsächlichen Schaltungen erscheint der Kondensator immer auf der invertierenden Eingangsseite.
Kannst du beleuchten? Zusätzliche Bewunderung, wenn Sie dabei erklären können, wie sich ein augmentierender Integrator von einem normalen Integrator unterscheidet (der auch in PID-Reglern vorkommt) und intuitiv erklären können, warum ein augmentierender Integrator hier die richtige Wahl ist. Wenn das wirklich eine separate Frage ist, lass es mich wissen und ich werde sie separat posten :)
Antworten (2)
Andi aka
Wie Sie wahrscheinlich wissen, arbeitet die Operationsverstärkerschaltung in einem Rückkopplungssystem, sodass der DC-Arbeitspunkt des Operationsverstärkers aufrechterhalten wird.
Wenn sich das Ausgangssignal schnell ändert, liefert der Integrator (ohne den Reihenrückkopplungswiderstand) ein sehr kleines Rückkopplungssignal - im Grunde ist es ein Integrator, aber mit dem Widerstand an Ort und Stelle ist die dominante Impedanz unter diesen Umständen dieser Widerstand.
Denken Sie daran, ich spreche von einem Szenario, in dem sich der "Prozess" -Ausgang ziemlich schnell ändert und daher die Kappe wie ein Kurzschluss aussieht und die Verstärkung des Operationsverstärkers -R0 / R1 ist (siehe Ihre untere Schaltung) - das ist gut - altmodische Proportionalsteuerung und treibt das "System" viel schneller in "Sperre", als wenn ein reiner Integrator verwendet wird. Sobald der Kondensator nahe an der "Verriegelung" ist, beginnt er zu dominieren und die Grundverstärkung der Operationsverstärkerschaltung steigt von der Grundlinie von -R0/R1 auf die eines Integrators.
Ich musste einmal einen FM-Demodulator mit Selbstnachführung entwerfen, und der Lokaloszillator musste sich schnell auf die Trägerfrequenz einrasten. Ich hätte einen reinen Integrator verwenden können, aber mit der Serie R+C habe ich deutlich schnellere Lock-in-Zeiten.
Wie auch immer, das ist eine nicht mathematische Erklärung - es ist das P und I eines PID-Controllers, und wenn Sie einen Serien-RC über R1 legen, ist dies eine Art PID-Controller.
mager
Emnha
Andi aka
Emnha
Emnha
Andi aka
Emnha
Andi aka
Emnha
Andi aka
Marko Buršič
Das ist ein PI-Regler, kein PID. Der Grund, warum der klassische Integrator in der Rückkopplung widerstandslos ist, liegt darin, dass er ein Integrator ist, während diese Schaltung als Integrator ein PI-Regler mit anderer Übertragungsfunktion ist.
Anwendungsbereiche für diese Schaltung sind: PI-Regler, Begrenzerschaltung, Bias-Tracking, ... alle Arten von Anwendungen, bei denen Sie ein schnelles Einschwingverhalten wünschen. Angenommen, Sie möchten die Vorspannung in einem AC-Signal + DC-Vorspannung eliminieren, der Mittelwert von AC ist Null. Wenn wir dieses Signal in einen PI einspeisen, gibt es die DC-Vorspannung aus, die vom Signal subtrahiert werden kann, daher ist der Mittelwert jetzt nur AC. Der Integrator würde mehr Zeit benötigen, um diese Verzerrung zu beseitigen, insbesondere wenn sich diese Verzerrung im Laufe der Zeit ändert.
mager
Was ist diese lokale RC-Feedback-Konfiguration?
Manipulation der Ausgangsspannung des Schaltnetzteils über Rückkopplungsknoten
Charakterisierung eines Magnetschwebesystems
Was ist eigentlich Rauschverstärkung? Und wie wird sie im allgemeinen Fall bestimmt?
Was ist die korrekte Übertragungsfunktion einer Rückkopplungsschleife, wenn der Summierverstärker unterschiedliche Eingangswiderstände hat?
Stromregler: Wie kann man die Resonanz dämpfen, um die Bandbreite zu erhöhen?
Was verursacht die Oszillation in der Rückkopplungsschleife eines SMPS?
Ermitteln der Übertragungsfunktion einer Kompensatorschaltung ähnlich einer Typ-2-Kompensatortopologie
Entwicklung der CoutCoutC_{out}-Spezifikation für DC-Werkbankstromversorgung
Warum werden G und H für Feedback-Blockdiagramme verwendet?
Benutzer16222