Si desea controlar un sistema (con un controlador de bucle), ¿por qué necesita saber algo sobre el sistema en sí (su dinámica o la función de transferencia o la respuesta de impulso o lo que sea)? ¿No es suficiente tener un circuito de retroalimentación que pueda compensar cualquier perturbación y garantizar el valor objetivo?
No, a veces no es suficiente tener un circuito de retroalimentación. Una comprensión del sistema subyacente le permitirá saber, antes de poner mucho esfuerzo, qué es lo mejor que puede hacer, o si un sistema es controlable en absoluto, para hacerle saber si vale la pena intentarlo. Después de eso, podría comparar un sistema con su comportamiento ideal para avisarle si está obteniendo los resultados que debería.
Dicho esto, hay una variedad de sistemas que no son complicados y en los que no se esperan muchas irregularidades. Dichos sistemas generalmente pueden controlarse satisfactoriamente con dispositivos disponibles con confianza.
No, no lo es.
Todos los sistemas reales tendrán límites de frecuencia y / o retrasos en el camino. Esto conduce a un desplazamiento de fase dependiente de la frecuencia entre la entrada y la salida que eventualmente alcanza los 180 grados.
Un desplazamiento de fase de 180 grados convierte la retroalimentación negativa en retroalimentación positiva. Si su circuito de control aún tiene ganancia en esa frecuencia, terminará con un oscilador.
Imagínate a ti mismo en Acapulco viendo a esos muchachos zambullirse en el agua desde la cima de los acantilados. Luego pregúntese qué espera el buceador antes de bucear y por qué no puede bucear al azar en un momento determinado.
Sin el conocimiento de lo que el "sistema" hace naturalmente, un buceador puede tener suerte o puede terminar con un cuello roto o algo peor. ¿Por qué? Tiempo, tiempo y tiempo.
En este ejemplo, el "sistema" es simplemente la caída entre la cima del acantilado y (con suerte) el mar. El factor principal es el retardo de tiempo, es decir, los varios segundos que tarda en golpear el agua.
Otro factor que podría afectar las cosas es la velocidad y la dirección del viento, por lo tanto, para evitar raspar los costados del acantilado, incurrir en unos pocos segundos más, recibir muchos cortes y magulladuras y finalmente aterrizar en tres pulgadas de agua, toma esto en cuenta.
El problema es que el sistema físico al que intentas servir se convierte en parte del bucle. Contribuye a la ganancia general y al cambio de fase del bucle.
Y eso es a lo que se aplica el criterio de estabilidad de Nyquist. Si se encuentra en todo el espectro, puede encontrar un punto donde la ganancia sea > 1 y el cambio de fase es un múltiplo entero de 360 grados, el bucle divergirá.
Los sistemas físicos que "no necesitan ser tomados en cuenta, y un circuito de retroalimentación los manejará fácilmente" realmente son sistemas que no contribuyen mucho a la ganancia o al cambio de fase, o son demasiado rápidos (o demasiado lentos) en su respuesta en comparación con el "ancho de banda útil" de su circuito de control ...
Las reglas académicas anteriores se demuestran mejor en sistemas que son "lineales" o al menos continuos. En los sistemas con algunos componentes que responden paso a paso o que muestran histéresis, las cosas se ponen interesantes :-) Pero es probable que esté fuera de alcance aquí ... (un cuento de hadas completamente diferente).
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