Redes Adelanto, Atraso, Adelanto-Atraso

 

   Las técnicas de compensación, son una buena herramienta para ajustar las ganancias de un sistema de control para poder cumplir con las especificaciones dadas. Existen dos tipos de compensación, una en serie y otra en paralelo, la primera es sencilla en comparación con la otra, pero con la otra, generalmente, podemos ahorrarnos los amplificadores en el sistema.

 

  

 

 Existen tres técnicas para calcular la compensación en un sistema de control, las cuales son, compensación en atraso, compensación en adelanto y compensación en adelanto - atraso. Existen dos maneras de calcular dichas técnicas son: el diseño de sistemas de control mediante el lugar geométrico de las raíces y el diseño de sistemas de control mediante la respuesta en frecuencia.

 

  

 

 Se han utilizado numerosos dispositivos físicos como compensadores. Entre las muchas clases de compensadores, ampliamente utilizados, están los de adelanto, de atraso, de atraso-adelanto y compensadores con retroalimentación de velocidad.

 

  

 

 Los compensadores pueden ser dispositivos electrónicos, o redes eléctricas, mecánicas, neumáticas, hidráulicas o alguna combinación de ellas.

 

  

 

 Compensación en serie y compensación en paralelo

 

 Las figuras (a) y (b) muestran los esquemas de compensación que suelen utilizarse para los sistemas de control realimentados. La figura (a) contiene la configuración en la que el compensador Gc(s) se coloca en serie con la planta. Este esquema se denomina compensación en serie.

 

  

 

 Una alternativa a la compensación en serie es la realimentación de las señales de algunos elementos y la colocación de un compensador en la trayectoria de realimentación interna resultante, como se aprecia en la figura (b). Esta compensación se denomina compensación mediante realimentación ó compensación en paralelo.

 

  

 

 Como ya vimos el LGR. mostro graficamente informacion tanto de respuesta transitoria como de estabilidad , este metodo por lo general nos permite escojer la ganancia de lazo adecuada para satisfacer una especificacion de respuesta transitoria, al establecer la ganancia en un valor particular de la respuesta transitoria esta dictada por los polos en el punto sobre el LGR. por tanto estamos limitados a esas respuestas que existen a lo largo del LGR.

 

 Se puede aumentar la flexibilidad del diseño de una respuesta transitoria deseada si podemos diseñar respuestas transitorias que no esten en el LGR. la meta es acelerar la respuesta para que el punto que esta en el LGR. se pueda igualar a el punto deseado de diseño que no esta el LGR. sin afectar el sobrepaso en porcentaje.En lugar de cambiar el sistema ya existente, lo aumentamos, o lo compensamos con ceros o polos adicionales, de modo que el sistema compensado tenga un lugar geometrico delas raices que pase por el lugar deseado de polo para algun valor de ganancia

 

 Una de las ventajas de compensar asi un sistema es que los polos y ceros adicionales se pueden agregar en el extremo de baja potencia del sistema antes de la planta. Aunque una posible desventaja es que el orden del sistema puede aumentar con un subsiguiente efecto sobre la respuesta deseada.

 

 No solo se usa la compenzacion para mejorar la respuesta transitoria de un sistema, sino tambien se usa independientemente para mejorar las caracteristicas en estado estable. La respuesta transitoria y la constante de error en estado estable estan relacionadas con la ganancia, cuando mayor es la ganancia, menor es el error en estado estable, pero mayor el sobrepaso en porcentaje. Por otra parte reducir la ganancia para disminuir el sobrepaso aumenta el error en estado estable. En resumen, entonces, la respuesta transitoria se mejora con la adiccion de diferenciacion, y el error en estado estable, con la adiccion de integracion en la trayectoria directa.

 

 Con lo antes dicho entonces para compensar en"error en estado estable"usamos dos tecnicas: 1)Controlador Proporcional-Integral (PI), y 2)Compenzador de atraso de fase, para mejorar la"respuesta transitoria" tambien utilizamos dos tecnicas: 1)Control Proporcional-Derivativo (PD), y 2)Compenzador de adelanto de fase. A continuacion se hace una descripcion breve de algunos de ellos.Despues se combinan las dos tecnicas anteriores, para obtener una mejoria en el error en estado estable y en la respuesta transitoria independientemente para ello se construye un Controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID)

 

 La respuesta transitoria de un sistema se puede seleccionar si se escoje su ubicacion apropiada del polo en lazo cerrado en el plano s.Si este punto esta sobre el LGR. entonces un simple ajuste de ganancia es todo lo que necesita para satisfacer la especificacion de respuesta transitoria. Si la ubicacion del polo en lazo cerrado no esta sobr el LGR. entonces debe cambiarse la forma de LGR. para que el nuevo LGR. (compenzado) pase por la ubicacion seleccionada del polo en lazo cerrado. Para lograr esto ultimo se pueden agragar polos y ceros en la trayectoria directa para producir una nueva funcion en lazo abierto cuyo LGR. pasa por el punto de diseño sobre el plano s. Una forma de acelerar el sistema original, que generalmente trabaja, es agregar un solo cero ala trayectoria directa.