25.2 : Проектирование контроллера PD

В автомобильной технике системы подвески автомобиля часто используют пропорционально-дифференциальные (ПД) контроллеры для повышения производительности. ПД-контроллеры используются для регулировки силы амортизации в ответ на дорожные условия. Контроллер, действующий как усилитель с постоянным коэффициентом усиления, демонстрирует пропорциональное управление, при этом выходной сигнал напрямую отражает входной.

Проектирование контроллера с непрерывными данными требует выбора и связывания компонентов, таких как сумматоры и интеграторы, которые являются основополагающими в пропорциональных, интегральных и дифференциальных (ПИД) контроллерах. В системе управления с обратной связью структурная схема контроллера ПД иллюстрирует прототипный процесс второго порядка, определяемый конкретной передаточной функцией. Последовательный контроллер, тип ПД, включает пропорциональные и производные константы в свою передаточную функцию, тем самым улучшая реакцию системы.

Существует два возможных способа создания этого контроллера ПД в электронной схеме. Первый метод использует два операционных усилителя, но не имеет независимой регулировки пропорционального и производного управления. Этот метод проще, но менее гибок в тонкой настройке производительности системы. Второй метод позволяет независимо манипулировать этими элементами управления. Выбирая большее значение для резистора в схеме, эта конструкция компенсирует высокое производное управление. Эта регулировка обеспечивает больший контроль над силой демпфирования.

Функция передачи прямого пути имеет решающее значение при преобразовании входных сигналов в выходные. Добавление нуля через контроллер PD противодействует полюсу, тем самым повышая устойчивость и скорость реакции. Это добавление эффективно улучшает переходную реакцию системы за счет сокращения времени перерегулирования и установления. Результатом является более стабильная и отзывчивая система подвески, способная адаптироваться к изменяющимся дорожным условиям с повышенной точностью.