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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP U-Boot Tiefenregler


Autor: Michi Hanser (rovbau)
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Ich habe mein ROV (mini u-boot) mit einem Digital P-Regler für die Tiefe 
ausgestattet. Das ROV sendet jede 1s die Tiefe an den PC dann wird - 
Leistung der Motoren berechenet(p-regler Kp=6) - dann zurück zum ROV.

Das ROV taucht auf die Richtige Tiefe führ aber immer noch kleine 
Schwingungen um den Sollwert aus. (siehe Anhang)

Lässt sich das ganze optimieren? (klar!) aber wie? Ist ein PI-Regler das 
richtige? Denn wenn ich richtig verstanden habe wirkt das ROV schon als 
I-Anteil.

Das ROV
www.michi.fischundpartner.ch

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Hallo Michi,

als erstes würde ich die Samplingrate viel schneller als 1 Sekunde 
einstellen, also vielleicht auf 50 ms.

Erst, wenn die Messwerte im eingeschwungenen Zustand keine auffallenden 
Knicke mehr aufweisen, macht ein PID-Regler Sinn.

Dann würde ich einfach nach einer heuristischen Methode den Regler 
abgleichen.

Ein D-Anteil kann hier durchaus Sinn machen, denn das Boot hat ja eine 
Trägheit, die sich dadurch bedämpfen lässt.

Grüße,

Peter

Autor: peter (Gast)
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1s ist wahrscheinlich zu langsam.

Wie stark rauscht dein Tiefensensor?

PID Regler verwenden (D nur falls "wenig" Rauschen)

Bei viel Rauschen evtl Filter oder Oversampling  verwenden.

Mit Hydrodynamik kenne ich mich nicht aus, aber ein I-Verhalten des 
Bootes hört sich relativ plausibel an - falls das Boot keinen oder kaum 
Auf oder Abtrieb erzeugt.
I Anteil kann man weglassen, falls es wenig Störungen gibt. z.B. 
Strömung die das Boot nach unten zieht, statischer Auftrieb oder das 
Boot erzeugt beim Fahren ein dynamischen Auf oder Abtrieb.

Autor: Michi Hanser (rovbau)
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Danke für di Infos

50ms Sampling wird technisch nicht möglich sein (langsames Prog. im uP)
aber ein bisschen schneller gehts noch.

Kein rauschen auf dem Sensor.

Boot ist leicht Positiv-getrimmt. Getaucht wird mit Motorenleistung
Aufsteigen nur mit Auftrieb (kein MotorAntrieb)!

Noch wichtig im Diagramm entspricht ein Sample 10s // und nicht wie man 
annehmen würde 1s...

Zum Abgleich des Reglers: Zuerst den P-Wert verringern bis keine 
Schwingungen mehr auftretet und dann D-Anteil zufügen?

Autor: paul (Gast)
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In was für einem Gewässer testest du dein Uboot - evtl gibt es Störungen 
durch Strömungen oder so.

Mögliche Ursachen
Wie misst du die Tiefe - in der Mitte des Bootes?
Laut Bild verwendest du 2 Motoren für den Abtrieb - evtl erzeugen beide 
unterschiedliche Kräfte.

Prinzipiell:
Du kannst es mit "Einstellregeln" versuchen, aber es ist wahrscheinlich 
schwierig.
D-Anteil einfach ausprobieren - evtl P verringern und gleichzeitig D 
"hochdrehen".

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Kannst du die Software in dem Mikrocontroller nicht verbessern, so dass 
eine höhere Samplingrate möglich ist?

Wenn du an dem Tiefensollwert deines momentanen Reglers einen 
Sollwertsprung anlegst (z.B. spungartig 10 cm tiefer), kannst du das 
Regelverhalten beobachten und empirisch optimieren.

Kennst du den Wikipedia-Beitrag dazu schon:

http://de.wikipedia.org/wiki/Faustformelverfahren_...)

Der Absatz "Empirische Dimensionierung" (ganz unten) sollte für dein 
Problem leicht umsetzbar sein.

Grüße,

Peter

Autor: Michi Hanser (rovbau)
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Besten dank für die Hilfe

Hab heut mal ein PD Regler "eingebaut" ich glaube das scheint zu helfen 
(leider waren gerade die Batterien leer!)
Ich glaube das durch die hohe Trägheit des Bootes gar keine Vernünftige 
Regelung mit nur einem P-regler möglich ist??

Die Feineinstellungen folgen.

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