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25.10 : 위상 지연 제어의 시간 및 주파수 영역 해석

위상 지연 제어기는 안정성을 개선하고 정상 상태 오류를 줄이기 위해 제어 시스템에서 널리 사용됩니다. 전구의 밝기를 제어하는 ​​디머 스위치는 위상 지연 제어의 실제적인 예로 전구의 밝기를 점진적으로 조정합니다. 수학적으로 위상 지연 제어 또는 저역 통과 필터링은 계수 'a'가 1보다 작을 때 표현됩니다.

위상 지연 제어기는 극점을 0에 두지 않고, 대신 유한하고 0이 아닌 오류 상수를 특정 계수로 증폭하여 정상 상태 오류에 영향을 미칩니다. 극점과 0을 밀접하게 정렬하여 시스템 감쇠를 향상시키고, 효과적으로 안정성을 개선합니다. 이득 값은 계수의 변화를 상쇄하도록 조정하여 전방 경로 전달 함수를 변경하지 않고 위상 지연 제어를 사용할 수 있습니다.

위상 지연 컨트롤러의 전달 함수는 전방 이득에 통합된 이득 계수로 특징지어집니다. 이 설계 프로세스는 시스템의 주파수 응답을 시각화하는 보상되지 않은 시스템의 보드 플롯을 구성하는 것으로 시작됩니다. 전방 경로 이득을 설정하고 보드 플롯에서 위상 및 이득 마진을 결정함으로써 원하는 위상 마진을 얻을 수 있습니다.

보드 다이어그램은 특정 지점의 코너 주파수를 보여주고 고주파수에서 감쇠를 보여주며, 위상 지연 제어가 고주파수 성분을 어떻게 필터링하는지 보여줍니다. 이 필터링 동작은 진동을 줄이고 감쇠를 개선하여 시스템을 안정화하고 시스템 출력의 조정을 더 부드럽게 만듭니다.

본질적으로 위상 지연 제어는 안정성을 높이고 정상 상태 오류를 줄이기 위해 주파수 응답을 수정하여 시스템 동작을 미세 조정합니다. 이는 디머 스위치와 같은 애플리케이션에서 특히 유용한데, 최적의 성능을 위해 점진적인 조정이 필수적입니다. 엔지니어는 보드 플롯을 사용하여 위상 지연 컨트롤러를 신중하게 설계하고 이득 값을 조정함으로써 안정성을 유지하고 오류를 줄이면서 원하는 시스템 성능을 달성할 수 있습니다.

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Phase lag ControlControl SystemsStabilitySteady state ErrorsDimmer SwitchLow pass FilteringGain FactorBode PlotFrequency ResponseAttenuationSystem DampingOscillationsDesign ProcessCorner Frequencies

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