¿Es un controlador PID (ish) Tipo 2a solo un ejemplo de un integrador de aumento?

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En una pregunta anterior finalmente rompí el código en derivar para mí la función de transferencia para un compensador tipo 2 (a) como este, construido alrededor de un amplificador operacional.

Resultaque,parafinesdeanálisisdeCA,esaconfiguraciónesexactamentecomouncircuitodeintegradordeaumento,quesemuestraacontinuación,exceptoquelaresistenciaderealimentación(\$R_O\$)yelcondensador(\$C_O\$)setransponenensurama.(Tengaencuentaquelaresistenciaindicadaanteriormentecomo\$R_{inferior}\$"desaparece" del controlador Tipo 2a en el análisis de CA. Las entradas del amplificador operacional son iguales (o muy cercanas a él), por lo que no fluye corriente a través de eso. resistencia.)

Comoeradeesperar,obtengoexactamentelamismafuncióndetransferencia,independientementedelordenenqueaparezcanlosdosdispositivosderespuestalocales.

$$\frac{1+sR_OC_O}{sR_IC_O}$$

Entonces,mipreguntaes:¿EselcircuitodelcontroladorTipo2asolounejemplodeunintegradordeaumento?¿Importasielcondensadorestáconectadoalnododesalidaolaentradainversora?

HevistoelcircuitoTipo2adenominado"integrador" o "elemento integrador" en varias fuentes, pero sin más detalles. Inicialmente, me sorprendió el motivo por el que no parecía un integrador de amplificador operacional clásico, que carece de resistencia en el circuito de retroalimentación local, y sospecho que esta puede ser la razón. Y, matemáticamente, al menos por impedancia, el orden de esos dos componentes no importa. Intuitivamente, parece que debe haber alguna diferencia, aunque tal vez una sutil. En los circuitos reales, el condensador aparece invariablemente en el lado de la entrada inversora.

¿Puedes iluminar? Admiración adicional si en el proceso puede explicar cómo un integrador de aumento es diferente de uno normal (que también aparece en los controladores PID) e intuitivamente por qué un aumento es la opción correcta aquí. Si esa es realmente una pregunta aparte, házmelo saber y lo publicaré por separado :)

    
pregunta scanny

2 respuestas

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Como usted probablemente sepa, el circuito del amplificador operacional está funcionando dentro de un sistema de retroalimentación, por lo que el punto de operación de CC del amplificador operacional se mantiene.

Cuando la señal de salida está cambiando rápidamente, el integrador (sin la resistencia de realimentación en serie) presenta una señal de realimentación muy pequeña; básicamente es un integrador pero, con la resistencia en su lugar, la impedancia dominante en estas circunstancias es esa resistencia.

Recuerda que estoy hablando de un escenario en el que la salida del "proceso" está cambiando bastante rápido y, por lo tanto, el límite parece corto y la ganancia del op-amp es -R0 / R1 (ref. tu circuito inferior) - esto es un control proporcional antiguo y antiguo que impulsa el "sistema" a "bloquear" mucho más rápido que si se usa un integrador puro. Una vez cerca de "bloquear", el capacitor comienza a dominar y la ganancia básica del circuito del amplificador operacional se eleva desde la línea base de -R0 / R1 a la de un integrador.

Una vez tuve que diseñar un demodulador de FM de seguimiento automático y el oscilador local tuvo que bloquear rápidamente la frecuencia de la portadora. Podría haber usado un integrador puro, pero obtuve tiempos de bloqueo significativamente más rápidos con la serie R + C.

De todos modos, es una explicación no matemática: es la P y la I de un controlador PID y, si coloca una RC serie en R1, entonces es un tipo de controlador PID.

    
respondido por el Andy aka
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Eso es un regulador PI, no un PID. La razón por la que el integrador clásico carece de resistencia en la retroalimentación es porque es un integrador, mientras que este circuito es un controlador PI con diferentes funciones de transferencia como integrador.
Las áreas de aplicaciones para este circuito son: regulador PI, circuito limitador, seguimiento de polarización, ... todo tipo de aplicaciones donde desea una respuesta transitoria rápida. Digamos que quiere eliminar el sesgo en una señal de CA + sesgo de CC, el valor medio de CA es cero. Si alimentamos esta señal en un PI, emitirá la polarización de CC que se puede sustraer de la señal, por lo que el valor medio ahora es solo AC. El integrador tardaría más tiempo en eliminar este sesgo, especialmente si este sesgo cambia a tiempo.

    
respondido por el Marko Buršič