Zeitbereichsanalyse der PD-Steuerung

Stellen Sie sich ein Motorsystem mit nur proportionaler Steuerung vor, das ein hohes maximales Überschwingen und eine hohe Schwingung aufweist, die sich im Fehlersignal und seiner Änderungsrate widerspiegelt.

Ein positives Fehlersignal und ein steigendes positives Motordrehmoment führen zu einem erheblichen Überschwingen der Leistung und Schwingungen aufgrund von zu hoher Kraft und unzureichendem Widerstand.

Wenn das Fehlersignal und das Motordrehmoment negativ sind, verlangsamt sich die Ausgangsbeschleunigung, was zu einem Unterschwingen führt.

Ist das Motordrehmoment wiederum positiv, verringert sich das durch das negative Drehmoment verursachte Unterschwingen.

Modifizieren Sie nun das System und seine Übertragungsfunktion mit dem PD-Controller.

Die

PD-Regelung reduziert das Über- und Unterschwingen, indem sie das Korrekturdrehmoment basierend auf der Änderungsrate des Fehlersignals anpasst und so als vorausschauender Mechanismus wirkt.

Der PD-Steuermechanismus nutzt die Steigung des Fehlersignals, um die Systemrichtung vorherzusagen und zu korrigieren und so ein übermäßiges Überschwingen einzudämmen. Er wirkt sich nur dann auf einen stationären Fehler aus, wenn der Fehler im Laufe der Zeit schwankt.