การปรับปรุงค่าหน่วงเวลาและการตอบสนองทางความถี่ของวงจรอนาล็อกโดยการใช้ฟังก์ชั่นถ่ายโอน แบบลำดับเศษส่วนย่อย

Abstract

ระบบควบคุมที่สัญญาณอินพุตมีการเปลี่ยนแปลงนั้นระบบต้องมีการควบคุมสัญญาณเอาต์พุตให้ค่าคลาดเคลื่อนเชิงสถิตย์น้อยที่สุดเพื่อเป็นการลดการหน่วงเวลาของสัญญาณเอาต์พุต โดยการปรับปรุงการหน่วงเวลาและการตอบสนองความถี่ของระบบจะใช้ตัวกระทำของระบบเป็นแบบจำนวนเต็มและเพิ่มลำดับของตัวกระทำ ซึ่งสัญญาณเอาต์พุตยังมีค่าคลาดเคลื่อนเชิงสถิตเกิดขึ้น และการตอบสนองความถี่ทางขนาดเกิดการยกตัวของสัญญาณในช่วงความถี่คัตออฟ วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้นำเสนอการแก้ปัญหาดังกล่าวด้วยการนำเอาฟังก์ชันถ่ายโอน แบบลำดับเศษส่วนย่อยมาปรับปรุงตัวกระทำของระบบให้ทำงานละเอียดขึ้น เพื่อให้การลดทอดขนาดสัญญาณเอาต์พุตของระบบน้อยลงและการตอบสนองความถี่เชิงเฟสเป็นเชิงเส้น โดยใช้วงจรควบคุมแบบสัดส่วน – ปริพันธ์ (PI[superscriptλ]D[superscriptμ] ) แบบอนาล็อกที่มีการเพิ่มตัวกระทำปริพันธ์และอนุพันธ์เป็นแบบลำดับเศษส่วนย่อย และวงจรกรองความถี่ต่ำที่มีการเพิ่มวงจรแฟคแตนซ์ทำงานร่วมกับวงจรอินทิเกรเตอร์ของวงจรในการทดสอบ วงจรทั้งสองออกแบบให้ทำงานในโหมดกระแสโดยใช้อุปกรณ์ประเภทโอทีเอ ผลการจำลองการทำงานของวงจรที่ออกแบบโดยใช้โปรแกรม ORCAD PSPICE วงจรควบคุมแบบสัดส่วน – ปริพันธ์ – อนุพันธ์ พบว่ามีการหน่วงเวลาน้อยกว่าวงจรที่ใช้ตัวกระทำแบบจำนวนเต็ม สัญญาณเอาต์พุตมีสภาวะค่าความคลาดเคลื่อนเชิงสถิตย์น้อยกว่าและมีการตอบสนองความถี่ที่เร็วกว่า สำหรับผลการจำลองในวงจรกรองความถี่ต่ำ วิธีที่นำเสนอสามารถลดการยกตัวของการตอบสนองความถี่ทางขนดในช่วงความถี่คัตออฟได้ การตอบสนองความถี่เชิงเฟสที่ความถี่สูงขึ้นมีการเลื่อนเฟสแบบมีค่าคงที่เชิงเส้น