störningsrejection

Störningsrejection, ofta kallat disturbance rejection inom kontrollteori, avser ett systems förmåga att minimera störningars inverkan på utsignalen. Externa störningar kan perturbera systemet, till exempel lastförändringar, friktion, vindstötar eller bias i sensorer och aktuatorer. Målet är att upprätthålla önskad referensspårning och stabilitet trots perturbationer.

Störningar kan vara additiva till kontrollsignalen eller till inmatningen till plantan, eller uppträda som parametervariationer. De skiljs från mätbrus, som förvränger sensordata utan att själva processen ändras.

Prestanda för störningsrejection analyseras vanligtvis via överföringsfunktioner från störningen till utsignalen. I ett enkelt enhetsfeedbacksystem med plantan P(s) och reglercirkel C(s) är överföringen från en störning som matas in i plantan ofta T_yd(s)=P(s)/(1+P(s)C(s)). En design som sänker |T_yd(jω)| i relevanta frekvenser förbättrar störningsrejection. Känslighetsfunktionen S(s)=1/(1+L(s)) med L(s)=P(s)C(s) beskriver hur störningar påverkar utsignalen i frekvensdomänen.

Metoder för förbättrad störningsrejection inkluderar negativ återkoppling, feedforward med störningsmodell, störningsobservatörer som uppskattar störningen för kompensation, och robust kontroll (t.ex. H∞-tekniker) som bevarar prestanda under osäkerheter.

Användningsområden inkluderar industriell automation, robotik, precisionspositionering, fordons- och rymdteknik samt energikonvertering. Det finns alltid en avvägning mellan störningsrejection, stabilitetsmarginaler och robusthet mot modellfel; begränsad bandbredd eller aktuatorkapacitet kan försämra rejection. Se även känslighetsfunktion, robust kontroll, störningsobservatör, H∞.