25.1 : Denetleyici Yapılandırmaları

Denetleyici yapılandırmaları, bir arabanın hız sabitleme sisteminde kritik öneme sahiptir çünkü yol koşullarından bağımsız olarak tutarlı bir tempoyu korumak için zaman içinde hızı yönetir ve böylece tasarım hedeflerine ulaşır. Geleneksel kontrol sistemlerinde, sabit yapılandırmalı tasarım önceden belirlenmiş denetleyici yerleşimini içerir. Sistem performansı değişiklikleri kompanzasyon olarak bilinir.

Kontrol sistemi kompanzasyonu, en yaygın olarak kontrolörün prosesle hizalandığı seri veya kademeli kompanzasyon olmak üzere çeşitli yapılandırmaları içerir. Seri kompanzasyonda, kontrolör tesisle seri olarak yerleştirilir ve sistemin dinamikleri belirli performans kriterlerini karşılayacak şekilde değiştirilir. Öte yandan, geri besleme kompanzasyonu kontrolörü küçük geri besleme yoluna yerleştirir. Bu yöntem, birincil geri besleme döngüsünü doğrudan etkilemeden sistem davranışının ince ayarını sağlar.

Durum geri bildirim kontrolü, kontrol sinyalini oluşturmak için durum değişkenlerini sabit gerçek kazançlar aracılığıyla geri beslemeyi içerir. Bu yöntem, belirli performans gereksinimleri olan kontrol sistemleri tasarlamak için etkilidir. Ancak, durum değişkeni ölçümleri veya tahminleri ihtiyacı nedeniyle yüksek dereceli sistemler için maliyetli veya pratik olmayabilir. Durum geri bildirim kontrolü, kapalı devre kutuplarını istenen konumlara yerleştirmeyi ve gelişmiş geçici ve sabit durum performansı elde etmeyi amaçlar.

Diğer yapılandırmalar, her ikisinin de faydalarından yararlanmak için seri ve geri besleme denetleyicisini birleştiren seri geri besleme kompanzasyonunu içerir. İleri besleme kompanzasyonu, ileri besleme denetleyicisini kapalı devre sistemiyle seri olarak yerleştirir ve performansı artırmak için doğrudan referans girişini ele alır.

Yukarıda belirtilen yapılandırmalara ek olarak, denetleyici yapılandırmalarındaki serbestlik dereceleri sistem performansını önemli ölçüde etkiler. Seri, geri bildirim ve durum geri bildirimi, belirli performans kriterlerini karşılamada sınırlamalarla karşılaşan tek serbestlik dereceli (1SD) denetleyici yapılandırmalarıdır. Bu yapılandırmalar, parametre değişimlerine karşı zayıf duyarlılık veya basamak yanıtında aşırı aşma gösterebilir. Buna karşılık, iki serbestlik dereceli (2SD) yapılandırmalar, istenen performans kriterlerine ulaşmada gelişmiş esneklik sunar. 2SD sistemi, geri bildirim ve referans izleme yollarının bağımsız olarak ayarlanmasına izin vererek sistem dinamikleri üzerinde daha iyi kontrol ve parametre değişimlerine karşı sağlamlık sağlar.

Özetle, 1SD yapılandırmaları daha basit ve uygulanması daha kolay olsa da, her zaman modern kontrol sistemlerinin katı performans gereksinimlerini karşılamayabilir. 2SD yapılandırmalarının esnekliği, onları gelişmiş kontrol sistemi tasarımında, özellikle hassas performans ve sağlamlığın kritik olduğu otomotiv hız sabitleme gibi uygulamalarda değerli bir araç haline getirir.