Efecto de ceros en la estabilidad del sistema

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Supongamos que tenemos dos sistemas de tercer orden (ayb), con tres polos y dos ceros, los polos para ambos sistemas están en las mismas posiciones en el dominio de la frecuencia, pero estos sistemas difieren en la colocación de sus ceros como se muestra en la figura a continuación:

La figura anterior es un gráfico de la ganancia de bucle de los sistemas. Aquí za1 y za2 son los ceros para el sistema a y zb1 y zb2 para el sistema b. La forma exacta de la gráfica de magnitud de la ganancia de bucle sería diferente para las dos gráficas, solo pretendo resaltar la posición de los ceros para los dos sistemas. En el sistema a, los ceros se encuentran antes de la frecuencia de ganancia del bucle de unidad, mientras que en el sistema b se encuentran después de la frecuencia de ganancia del bucle de unidad. Supongamos que la frecuencia de ganancia unitaria se encuentra alejada de los ceros de ambos sistemas. Claramente, el margen de la fase en caso de que a esté cerca de 90 grados, mientras que en el caso b está cerca de 270 grados. Por lo tanto, podríamos concluir que el sistema b es inestable.
Mi pregunta es que, dado que la estabilidad depende solo de los polos del sistema que son iguales en ambos casos, ¿cómo difieren estos sistemas en su estabilidad?

    
pregunta sarthak

1 respuesta

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La estabilidad depende tanto de los polos como de los ceros de la planta y del controlador.

Para ver esto, considere las asíntotas del diagrama de la ganancia / fase del bucle. Imagine que mover los ceros cambia la fase en el cruce y, por lo tanto, afecta la estabilidad.

Mirándolo de manera más formal, las características dinámicas y la estabilidad están determinadas por los polos de la función de transferencia de bucle cerrado.

Considere un sistema de control como se muestra a continuación.

Deje que la planta se represente como una función de transferencia de polos y ceros $$ G = B / A $$ y deje que la retroalimentación (o controlador) se represente como una función de transferencia de polos y ceros $$ H = S / R $$

La función de transferencia de bucle cerrado es por lo tanto: $$ \ dfrac {B / A} {1+ \ dfrac {BS} {AR}} $$ Donde el demonio es la ecuación característica que determina la estabilidad. Simplificando: $$ \ dfrac {BR} {AR + BS} $$

Entonces, la estabilidad está determinada por la ecuación característica (polos): $$ AR + BS = 0 $$

Por lo tanto, la estabilidad depende de los polos y los ceros.

    
respondido por el akellyirl

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