Hi, da ich nun mit meinen Basteleien immer mehr in den Bereich komme, wo es nötig ist auch träge Regelstrecken die ich auf den Soll-Wert nur durch beschleunigen und Abbremsen bringen kann wie z.B. einen Motor, ein Galvanometer, einen Servo-Antrieb,... möchte ich mich ein wenig mit Regelungstechnik befassen. Ich bin allerdings noch Schüler und bis ich sowas im Studium mal durchnehme vergehen noch ein paar Jährchen. Das Thema Regelungstechnik im Internet, bei Wiki oder im RN-Netz sind zwar schön ausgeführt, allerdings nicht gerade zum erlernen geeignet. Ich beiß mir daran jedenfalls die Zähne aus. Es ist nicht ganz klar wie ich mir das ganze vorstellen kann und wie man das mal hergeleitet hat. Ich habe auch ein Buch "Regelungstechnik" von A. Böttiger, ist vom Oldenburg verlag. Allerdings wird man hier auch gleich wieder mit allerlei Fachbegriffen und Formelsalat konfrontiert, alles höchst theoretisch. Es heißt zwar "Eine Einführung für Ingenieure und Naturwissenschaftler", aber ohne Prof, der mir Erklärt, wie, wann und warum man das wo und wie anwendet, sagt mir das alles nicht viel. Kennt jemand ein Buch indem das auch für Hobbyisten möglichst einfach erstmal verständlich erklärt wird? Ich hätte gerne Beispiele, in welchen Fällen man welche Reglertypen anwendet, wie man auf ihre Funktionsweise kommt, wie man sie parametriert, wo sie ihre Grenzen haben, usw. Das ganze in riesigen mathematischen Formeln auszudrücken kann ich hinterher immernoch erlernen. Kann mir da jemand was empfehlen? lg PoWl
Paul Hamacher wrote: > Kennt jemand ein Buch indem das auch für Hobbyisten möglichst einfach > erstmal verständlich erklärt wird? Wenn es englisch sein darf, dann sieh dir einmal das Buch von Tim Wescott an: http://www.wescottdesign.com/actfes/actfes.html "Applied Control Theory for Embedded Systems is written for the practicing engineer who needs to develop working control systems without going back to school for three years. It is aimed directly at software engineers who are learning control theory for the first time, however it also covers many real-world issues in much greater depth than is taught in a 'theory' course." Der Autor verwendet Scilab zur Simulation, die Beispiele sind also auch ohne Matlab-Lizenz nachvollziehbar. Thomas
Hallo, wenn du Zugang zu der ELRAD-DVD hast, da war vor vielen Jahren ein ellenlanger Kurs hierzu drin. Die Software, die zur Simulation genutzt wurde, gibt es zwar nicht mehr aber der Kurs war ganz verständlich.
Hallo Paul, also wenn du Regelungstechnik verstehen willst, dann wirst du nicht umhin kommen, die Formeln zu verstehen. Um die Lösungswege zu verstehen wirst du um die Laplace-Transformation und bei digitalen Regelungen nicht um die z-Transformation herum kommen. Ich gehe davon aus, dass du beides bisher noch nicht kannst und du es frühestens im Studium lernen wirst, deshalb denke ich, wird es ein schwieriges unterfangen sein sich das selbst bei zubringen. Folgende Büche kann ich ergänzend zu eine Vorlesung empfehlen: - "Regelungstechnik 1" und "Regelungstechnik 2" von Gerd Schulz (mit Praktischen Beispielen in Matlab) - "Matlab - Simulink - Stateflow" Anne Angerman, Michael Beuschel, Martin Rau, Ulrich Wolfahrt (Einfürung in Matlab, Simulink und Stateflow; vieles davon lässt sich auf ähnliche Weise auch mit octave bzw. scilab nach machen) Als "seichte" Einführungen sind die Bücher aus dem Vogel Verlag Würzburg anzusehen, für ein Studium allerdings absolut ungeeignet.
Danke schonmal für die Tipps! Ich wollte nicht sagen, dass ich komplett formelscheu bin, nur sollten dann auch Erklärungen, Herleitungen und Beispiele dabei sein. Kurz gesagt: die Grundkenntnisse sollten mitvermittelt werden. Ich schau mir das von euch schonmal an und warte noch auf weiteres :-)
Hallo Paul, für den Anfang genügt es, wenn Du einen PID-Regler verstehst. Dazu betrachten wir eine Motorsteuerung mit Gaspedal, wobei die Zahl G angeben soll, wie stark Du das Gaspedal durchdrückst. Ein negatives G soll die Bremse betätigen. Bei dem Regler gibst Du eine Sollgröße vor, und mißt eine Istgröße. Ein PID-Regler reagiert auf drei Arten auf eine Abweichung von Soll- und Istgröße: a) Proportional zur aktuellen Differenz von Soll- und Istwert (P-Wert) Je größer die Differenz zwischen Soll- und Istgeschwindigkeit ist, umso mehr Gas gibst Du bzw. umso stärker gehst Du auf die Bremse. b) Proportional zum Integral der Differenz von Soll- und Istwert (I-Wert) Hierbei geht es um die Summe aller in der Vergangenheit vorgekommenen Regelabweichungen. Du gibst umso mehr Gas, je größer die Regelabweichung ist und je länger die Regelabweichung schon vorhanden ist. Der I-Wert bewirkt insbesondere, daß auch kleine Regelabweichungen irgendwann einmal behoben werden, auch wenn der P-Regler das alleine nicht schafft. c) Proportional zur Ableitung der Differenz von Soll- und Istwert (D-Wert) Hierbei geht es darum, wie schnell sich die Regelabweichung vergrößert bzw. verkleinert. Hiermit gibst Du sofort Gas, wenn der Motor plötzlich belastet wird bzw. Du gehst sofort auf die Bremse, wenn der Motor schneller wird. Wie stark Du das Gaspedal durchdrückst, berechnet sich so: G = P * (aktuelle Regelabweichung) + I * (Integral der bisherigen Regelabweichungen) + D * (Geschwindigkeit der Regelabweichungsänderung) Für 99% aller Hobbyanwendungen wird Dir ein einfacher PID-Regler genügen, und für diese Zwecke brauchst Du auch nicht unbedingt die Mathematik. Es reicht häufig schon, wenn Du ausprobierst, welche Reglerparameter gut sind. Mathematik brauchst Du erst dann, wenn Du - Regler auf Geschwindigkeit optimieren willst (evtl. wählst Du dann einen anderen Regler als PID) - vorher berechnen willst, ob sie stabil sind. Regler können schwingen. Das ist dann der Fall, wenn der Motor sehr lange braucht, um auf Gas/Bremse zu reagieren. Wenn Du schonmal ein träges Schiff gesteuert hast, kennst Du das: Du drehst das Ruder. Dann denkst Du, es passiert ja gar nichts und Du drehst es mehr und mehr. Irgendwann reagiert das Schiff dann mal. Aber viel stärker als Du dachtest. Dann drehst Du wieder zurück, und erstmal passiet gar nichts. Und ehe Du Dich umsiehst, fährst Du schon zickzack. (Schwingen) - stark nichtlineare Systeme regeln willst (evtl. brauchst Du dann eine nichtlineare Regelung) Du kannst ja mal mit dem o. g. Schema eine Motorsteuerung (Gleichstrommotor) bauen. Du mißt dazu (beispielsweise mit einer Lichtschranke) die Geschwindigkeit eines Motors und gibst über den µC aus, wie sehr sich die Motorspeisespannung ändern soll. Wie stark die Änderung der Motorspeisespannung sein soll, programmierst Du nach dem o. g. Schema. Und dann kannst Du austesten, wie die einzelnen Parameter reagieren. Ich würde mit dem P-Wert anfangen und erst danach mit kleinen I- und D-Wert fortfahren. D-Werte solltest Du besonders sparsam verwenden. Sie machen das System anfällig gegen Störungen. Gruß, Michael
Danke, das ist schonmal eine sehr verständliche Einführung :-) In der Tat wollte ich demnächst eine DC-Motorregelung bauen. Mit welchen Maßnahmen kann man einem Schwingen entgegenwirken wenn der Messfühler bzw. das Stellglied sehr träge ist? Beispielsweise bei einer Heizungssteuerung, da kann es durchaus sein dass der Fühler mehrere Sekunden braucht bis er die Temperatur gescheit erfasst hat. Das würde dann ziemlich zu schwingen anfangen.
Hallo Paul, > Danke, das ist schonmal eine sehr verständliche Einführung :-) In der > Tat wollte ich demnächst eine DC-Motorregelung bauen. Mit welchen > Maßnahmen kann man einem Schwingen entgegenwirken wenn der Messfühler > bzw. das Stellglied sehr träge ist? Beispielsweise bei einer > Heizungssteuerung, da kann es durchaus sein dass der Fühler mehrere > Sekunden braucht bis er die Temperatur gescheit erfasst hat. Das würde > dann ziemlich zu schwingen anfangen. Bei der Heizung macht der Regler im Grunde dasselbe wie der Skipper auf dem Schiff: Er dreht dreht das Ruder nur ein wenig und wartet dann lange ab, was passiert, eher er wieder korrigiert. Du brauchst vor dem Schwingen erstmal keine Sorge zu haben: Deinen Motor wirst Du schon geregelt bekommen, und geregelte Heizungen gibt es auch schon lange. Dinge wie eine Position anfahren (Drucker), eine Drehzahlregelung oder eine Temperaturregelung sind meistens vollkommen unproblematisch und gehen mit Standardreglern. Schwieriger wird es, wenn Du ein Uhrenpendel verkehrt herum balancieren willst, d. h. wenn Du es mit dem Gewicht oben im labilen Gleichgewicht halten willst. Das geht glaube ich mit einem PID-Regler nicht. Einen besonderen Regler kennst Du übrigens schon aus der Analogtechnik: Den Operationsverstärker. Durch Verändern der Rückkopplung kannst Du daraus auch andere Reglertypen machen. |\ Sollspannung | \Gaspedal im OPV (ua = v UD) -------|+ \ ---*---|- /-----*---o Istspannung | / | | |/ | |____________| UD: Spannung von +Eingang zu -Eingang v: Gleichspannungsverstärkung des OPV ua: Ausgangsspannung Gruß, Michael PS: Schau auch mal hier herein: http://www.geltec.de/home/lehrsysteme/access/downloads.html Ich glaube, die Anleitung zu den PID-Reglern ist recht verständlich geschrieben.
Gehe lieber in eine Buchhandlung und blättere mal in geeigneten Büchern rum ob die deinem Anspruchsdenken auf Nachvollziehbarkeit und Verständlichkeit entsprechen. Online gibts dann geeignete Exemplare günstiger. Wenn es mehr praktische Bücher sein sollen fallen mir nur die MSR-Bücher von Franzis ein die man auch verbilligt von div. Online-Händlern bekommen kann. Was Hierzulande an Wissensliteratur so veröffentlicht wird, ist oft nicht zu fassen und man benötigt dann oft eine ganze Anzahl von Werken um eine einiger Maßen vollständige Wissensenzyklopädie zu haben.
ich kann kann "regelungstechnik 1" von gerd schulz empfehlen. hab seine regelungstechnik-vorlesung besucht und deshalb mich für dieses buch entschieden. um die formeln kommst du eh nicht rum. und ich finde die sind in diesem buch verständlich erklärt. es sind auch ein paar beispiele drin anhand derer man das gut versteht. aber bei solchen büchern ist es wohl immer auch ein bisschen "persönlicher geschmack" ob man es für gut empfindet. also am besten ne buchhandlung aufsuchen... also das buch, das ich mein ist im oldenbourg-verlag erschienen. (isbn: 9783486583175)
Suche mal nach: Orlowski, Praktische Regeltechnik, Springer Verlag. Hat sehr wenig Mathe und ist recht gut verständlich.
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