Sind in einem Servosystem, das nicht präzise sein muss, große Elektrolytkondensatoren notwendig?

Ich habe zwei Servos in einem autonomen Segelboot. Einer steuert das Ruder, der andere die Winde. Ich versuche, beide sparsam zu verwenden, um den Stromverbrauch zu minimieren, und so trenne ich jedes unbenutzte Servo über einen n-MOSFET, und zusätzlich, wenn beide nicht verwendet werden, lege ich den Leistungsregler in den Ruhezustand. Hier ist der Schaltplan:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe die großen Kappen basierend auf Empfehlungen aus den Interwebs hinzugefügt, um "Jitter" zu reduzieren, aber angesichts der Tatsache, dass es hier nicht wirklich wichtig ist, eine feste Position beizubehalten, tun die Kappen irgendetwas anderes als effektiv Energie zu verschwenden? Was ich sehe, wenn ich das System auswähle, ist, dass sich die Kappen beim Abschalten des Reglers innerhalb weniger Sekunden entladen, was bedeutet, dass die Energie irgendwo verschwendet wird.

Jedes Servosystem benötigt Integratoren, um die Trägheit in dem physikalischen System zu berücksichtigen, das es steuert.
@EJP können Sie erklären, was Sie in diesem Zusammenhang mit "Integrator" meinen? ein bisschen googeln spricht über Schaltungen, die dem ähneln, was der Name vermuten lässt - eine Art Messmechanismus.
In einer elektronischen Schaltung handelt es sich um einen integrierenden Kondensator, wie den, nach dem Sie fragen. Die Grundidee ist, dass das Servo langsamer wirkt als das, was es steuert. Andernfalls kann das System schwingen. Bei zB einem Regler für eine Dampfmaschine wird es ein wenig Gewicht sein.

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Typischerweise erfordert jedes Rückkopplungssystem Kondensatoren, damit kleine Schwankungen in der Stromversorgung aufgrund der Bewegung der Motoren keinen weiteren unbeabsichtigten Rückkopplungspfad erzeugen. In diesem Fall ist der Ladungsverlust in einem Entladezyklus von zwei 250-uF-Kondensatoren im Vergleich zu Ihrer Batteriekapazität winzig: 250 uF * 5 V sind etwa 1,25 mC, im Vergleich dazu 1 mAh (wobei die meisten Batterien in der Größenordnung von Tausenden von mAh liegen). beträgt 3600 mC. Daher kann ein typischer 1000-mAh-Akku theoretisch viele Millionen Lade- und Entladezyklen Ihrer Kappen unterstützen.

Das Fehlen von Kondensatoren kann die Batterielebensdauer sehr stark verkürzen, wenn kleine Schwankungen in der Stromversorgung zu Rauschen in Ihren Servo-Feedback-Messwerten führen und daher dazu führen, dass sich die Motoren unnötig bewegen. Das Einschalten des Motors (selbst für ein paar Millisekunden) verschwendet wahrscheinlich viel mehr Energie als das Laden und Entladen der Kappen.

Kondensatoren verbrauchen keine nennenswerte Energie (nur ein winziges Leck).

Wenn sich Batterien entladen, erhöht sich ihr Innenwiderstand, so dass an sie angeschlossene Schaltkreise, die keinen Dauerstrom ziehen, ausfallen können, während noch genügend Energie in der Batterie vorhanden ist. Die Kondensatoren können dem entgegenwirken, wenn sie in Bezug auf den aufgenommenen Strom und die beteiligten Zeitskalen groß genug sind (250 uF sind nicht sehr groß).

Es gibt wirklich keinen Nachteil, sie dort zu haben, und sie werden wahrscheinlich einen sehr positiven Effekt haben.

Das ist ein bisschen tangential, aber wie würde ich vorgehen, um sie für die Anwendung richtig zu dimensionieren?
Seufz, das ist etwas schwieriger, ohne viel über die Ladung zu wissen. Ohne die Batterie überhaupt einzubeziehen, könnte eine Kappe als C = I * t / Delta-V dimensioniert werden. Wenn also die Last 1 A für 1 ms beträgt und sich die Spannung um 1 V ändern kann, ist C = 1 mF = 1000 uF.
Sind in einem Servosystem, das nicht präzise sein muss, große Elektrolytkondensatoren notwendig?
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