Kompensaattoreita

Kompensaattori on järjestelmän säätölaite tai matemaattinen malli, jonka tehtävänä on muuttaa järjestelmän syötettä tai vastausta siten, että ohjausparannukset saavutetaan. Se kompensoi järjestelmän epätoimintoja, kuten viiveitä, epälineaarisuuksia tai häiriöitä, sekä parantaa vakauden ja vasteen ominaisuuksia. Kompensaattoreita käytetään sekä mekaanisissa ja sähköisissä järjestelmissä että signaalinkäsittelyssä.

Tyypillisiä kompensaattoreita ovat PID-kompensaatio sekä lead- ja lag-kompensaatio. PID-kompensaatio yhdistää proportionalisen, integraattisen ja derivatiivisen toiminnan, ja sitä käytetään yleisesti säätötehtävissä virheen pienentämiseen sekä vasteen nopeuttamiseen. Lead-kompensaattori lisää järjestelmän etenevää vaihetta, mikä nopeuttaa vastetta ja parantaa lyhyen aikavälin reagointia. Lag-kompensaattori sen sijaan hidastaa vastetta, mikä voi parantaa vakauden ja suojan ominaisuuksia pitkällä aikavälillä. Käytännössä kompensaattorit suunnitellaan vastaamaan järjestelmän dynamiikkaa ja suorituskykyvaatimuksia.

Sovellukset vaihtelevat prosessiautomaatiossa, robotiikassa sekä sähköverkoissa tehokerroin parantamisessa ja jännitteen hallinnassa. Kompensaattoreita voidaan toteuttaa sekä analogisina laitteina että digitaalisina algoritmeina, ja niiden suunnittelussa käytetään tyypillisesti vasteen analysointia kuten Bode-käyrän tai root-locus -menetelmien avulla. Oikein suunniteltu kompensaattori parantaa sekä stabiilisuutta että suorituskykyä ilman suuria muutoksia järjestelmän rakenteisiin.

---