Leadlagnetwerken

Leadlagnetwerken zijn netwerken die in regel- en signaalverwerking worden gebruikt om de frequentierespons van een systeem te sturen. Ze bestaan meestal uit een lead- en/of een lag-compensator die samen zorgen voor een gewenste balans tussen snelheid van respons en nauwkeurigheid bij lage frequenties. In de praktijk wordt vaak gewerkt met overdrachtsfuncties van de vorm C(s) = K (s + z) / (s + p), waarbij z en p positieve getallen zijn die de locaties van respectievelijk de zero en de pole bepalen.

Een leadnetwerk is een compensator met z groter dan p (z > p). Het genereert een positieve faseverschuiving in een bepaald frequentiebereik, verhoogt de fase-marge en kan de gesloten-lusrespons sneller maken. Dit maakt het netwerk geschikt voor het verkorten van transiënte tijd en het verbeteren van stabiliteit bij snelle besturing.

Een lagnetwerk heeft een zero en een pole met z < p. Het levert een faseverlaging (fase-vermindering) in een bepaald gebied, verhoogt vaak de lage-frequentie versterking en verbetert de steady-state nauwkeurigheid ten koste van bandbreedte en snelheid. Het is handig voor verbetering van precisie en vermindering van ruisinvloed in de regelloop.

Een lead-lag-netwerk combineert beide eigenschappen en wordt toegepast wanneer zowel snelheid en stabiliteit als statische nauwkeurigheid tegelijk moeten worden gerealiseerd. Het ontwerp hangt af van gewenste break-frequencies en de gewenste maximale faseverandering.

Toepassingen omvatten analoge en digitale regeltoepassingen in industriële controle, mechanische systemen en procesregelingen. Implementaties variëren van RC-netwerken en operationele versterkers tot discretisering in digitale controllers.