25.2 : בקר PD

בהנדסת רכב, מערכות מתלים לרכב משתמשות לעיתים קרובות בבקרים פרופורציונליים-דיפרנציאליים (PD) לשיפור הביצועים. בקרים מסוג PD משמשים להתאמת כוח השיכוך בתגובה לתנאי הדרך. בקר, הפועל כמגבר עם הגבר קבוע, מדגים בקרת פרופורציה, כאשר הכניסה משקפת באופן ישיר את היציאה.

תכנון בקר נתונים רציף דורש בחירה וקישור של רכיבים כגון מחברים ואינטגרטורים, שהם יסודיים בבקרים פרופורציונליים, אינטגרליים ופרופורציונליים-דיפרנציאליים (PID). במערכת בקרה עם משוב, תרשים בלוקים של בקר PD מציג תהליך אב-טיפוס מדרגה שנייה המוגדר על ידי פונקציית תמסורת ספציפית. בקר הסדרה, מסוג PD, משלב קבועים פרופורציונליים ודיפרנציאליים בפונקציית התמסורת שלו, ובכך משפר את תגובת המערכת.

ישנן שתי דרכים אפשריות ליצירת בקר PD במעגל אלקטרוני. השיטה הראשונה משתמשת בשני מגברים אופרטיביים, אך אינה מאפשרת כיוונון עצמאי של הבקרה הפרופורציונלית והדיפרנציאלית. שיטה זו פשוטה יותר אך פחות גמישה בכיוונון הביצועים של המערכת. השיטה השנייה מאפשרת שליטה נפרדת בבקרות אלה. על ידי בחירה בערך גדול יותר של נגד במעגל, עיצוב זה מפצה על בקרת דיפרנצליאליות גבוהה. כיוונון זה מספק שליטה רבה יותר על כוח השיכוך.

פונקציית התמסורת של מסלול הקדמי חשובה בהמרת אותות כניסה לאותות יציאה. הוספת אפס דרך בקר PD מאזנת עמודה, ובכך משפרת את היציבות ואת מהירות התגובה. הוספה זו משפרת ביעילות את התגובה המהירה של המערכת על ידי הפחתת חריגות וזמן התייצבות. התוצאה היא מערכת מתלים יציבה ומהירה יותר, המסוגלת להסתגל לתנאי דרך משתנים עם דיוק משופר.