25.2 : PD Denetleyici Tasarımı

Otomotiv mühendisliğinde, araç süspansiyon sistemleri genellikle performansı artırmak için Oransal Türevsel (PD) denetleyicileri kullanır. PD denetleyicileri, yol koşullarına yanıt olarak sönümlenme kuvvetini ayarlamak için kullanılır. Sabit kazançlı bir amplifikatör gibi davranan bir denetleyici, çıkışın doğrudan girişi yansıttığı oransal kontrolü gösterir.

Sürekli veri denetleyicisi tasarlamak, Oransal, İntegral ve Türevsel (PID) denetleyicilerde temel olan toplayıcılar ve tümlev alıcılar gibi bileşenlerin seçilmesini ve bağlanmasını gerektirir. Geri beslemeli bir kontrol sisteminde, bir PD denetleyicisinin blok diyagramı, belirli bir aktarım fonksiyonu tarafından tanımlanan ikinci dereceden bir prototip sürecini gösterir. Bir PD türü olan seri denetleyici, aktarım fonksiyonuna oransal ve türevsel sabitlerini dahil ederek sistemin tepkisini artırır.

Bu PD denetleyicisini elektronik bir devrede oluşturmanın iki olası yolu vardır. İlk yöntem iki operasyonel amplifikatör kullanır ancak oransal ve türevsel denetleyicilerin bağımsız ayarından yoksundur. Bu yöntem daha basittir ancak sistemin performansını ince ayarlamada daha az esnektir. İkinci yöntem bu kontrollerin bağımsız olarak manipüle edilmesine olanak tanır. Devredeki bir direnç için daha büyük bir değer seçerek, bu tasarım yüksek türev kontrolünü telafi eder. Bu ayarlama sönümlenme kuvveti üzerinde daha fazla kontrol sağlar.

İleri yol aktarım fonksiyonu, giriş sinyallerini çıkış sinyallerine çevirmede kritik öneme sahiptir. PD kontrolörü aracılığıyla bir sıfır eklemek, bir kutbu etkisizleştirir ve böylece kararlılığı ve tepki hızını artırır. Bu ekleme, aşırı atımı ve yerleşme süresini azaltarak sistemin geçici rejim tepkisini etkili bir şekilde iyileştirir. Sonuç, değişen yol koşullarına gelişmiş doğrulukla uyum sağlayabilen daha kararlı ve tepkisel bir süspansiyon sistemidir.