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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV Schaltung automatisch erzeugen aus Regelstrecke


Autor: Racha (Gast)
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Hallo ihr lieben.

Gibt es eine Software, die mir automatisch zu einer Regelstrecke eine 
analoge Schaltung auswirft?

Den gültigen Wertebereich pro Signal muss man natürlich einschränken, 
und Normierungen z.B. auf 1V beziehen.

Also "Bausteine" kommen ja im Prinzip nur Gain, Integrierer und 
Summierer vor.

Gruß,
Racha

Autor: Michael (Gast)
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Racha schrieb:
> Also "Bausteine" kommen ja im Prinzip nur Gain, Integrierer und
> Summierer vor.

Hö? Wus iss'n Gain? (bzw. Gain, Integrierer und Summierer passen nicht 
so ganz zusammen)

Racha schrieb:
> Gibt es eine Software, die mir automatisch zu einer Regelstrecke eine
> analoge Schaltung auswirft?

Wieso willst du zur Regelstrecke eine analoge Schaltung? Du hast die 
Regelstrecke doch schon. Ich schätze mal, du meinst ob dir das Programm 
zur bekannten Regelstrecke einen Regler vorschlägt.

Mir ist da kein Programm bekannt, dass einem nur aufgrund der Kenntnis 
der Regelstrecke einen Regler vorschlägt. Ich kenne dafür aber das ein 
und andere Programm welches bei Angabe des Reglertyps und der 
Regelstrecke die Parameter des Reglers berechnet. z.B. Matlab SiSoTool.

Autor: Racha (Gast)
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Es gibt z.B. für Simulink den Real-Time-Workshop der aus der 
modellierten und berechneten Reglern C-Code generiert.

Gain = Verstärkungsfaktor, also ein P-Regler.


Mir geht es garnicht um die Modellierung des (Zustands-)Relgers selbst, 
das ist kein Problem (also auslegung der Koeffizenten nach 
Standardaübertragungsfkt. oder Tiefpass mit kritischer Dämpfung)



Und sorry, ich meinte ich will die Schaltung zum Regler, nicht zur 
Strecke (die gibts ja leider schon ;-)

Autor: avr (Gast)
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Hier werden die Regler zwar nicht erzeugt aber erklärt:

http://www.rn-wissen.de/index.php/Regelungstechnik

Für dich interresant ist besonderst der Abschnitt mit der
Simulation in LT-Spice.

avr

Autor: Racha (Gast)
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Ja, ich weiß wie man LTSpice bedient, und ja ich weiß auch wie man 
Simulink bedient. Zur Simulation bevorzuge ich jedoch immer noch 
Simulink.

Meine Frage war ob es ein graphisches Tool gibt in dem man die 
Blockschaltung reinzeichnet und das einem die OPV Schaltung ausspuckt!

Autor: Michael (Gast)
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Racha schrieb:
> Meine Frage war ob es ein graphisches Tool gibt in dem man die
> Blockschaltung reinzeichnet und das einem die OPV Schaltung ausspuckt!

Ich glaub sowas gibt es nicht aber es gibt ja genug OPV-Schaltungen mit 
dem Namen "Integrierender Verstärker", "Differenzierender Verstärker" 
und ganz allgemein "Nicht invertierender Verstärker". Wie man deren 
Parameter berechnet sagt einem auch jedes halbwegs vernüftige Lehrbuch 
oder halbwegs vernüftige Website.

Autor: Racha (Gast)
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Ja ich weiß auch wie man diese ganzen OPV-Schaltungen berechnet,

jedoch ist damit immer noch nicht meine Frage beantwortet. Ich möchte 
nicht jedesmal für 10 Differenzierer 5 Integrierer und 20 Summierer + 
Offsets / Impedanzwandler und was man noch alles braucht von Hand 
berechnen!

Autor: Michael (Gast)
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Racha schrieb:
> jedoch ist damit immer noch nicht meine Frage beantwortet. Ich möchte
> nicht jedesmal für 10 Differenzierer 5 Integrierer und 20 Summierer +
> Offsets / Impedanzwandler und was man noch alles braucht von Hand
> berechnen!

Musst du ja auch nicht. Einfach ein Excel-Sheet machen in das du die 
entsprechenden Werte (Ti, Td, Kp und Co) eingeben kannst und das Sheet 
ermittelt dir dann wie groß Kondensatoren, Spulen und Widerstände sein 
müssen. Ein bischen was muss man halt schon selbst machen. Du hast doch 
Matlab wenn ich dich recht verstanden hab. Mach dir doch ein Script 
hierzu dass dir die Bauteilgrößen ausrechnet. Schwer ist das ja nicht.

Autor: Bernhard R. (barnyhh)
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Für die Rechnung "5 + 3" nimmt fast niemand einen Taschenrechner. Für 
die paar Integrierer, Differenzierer und Summierer schreibt genau so 
wenig irgend jemand eine Spezialsoftware. Also, setz Dich bitte auf Dein 
Hinterteil und rechne das Ganze händisch aus.

Bernhard

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Na endlich sagts mal jemand...

Autor: Racha (Gast)
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Ja ihr seid mir echt die besten.

Jedesmal das Rad neu erfinden oder was?? Das ist in keinster Weise 
pragmatisches Handeln!

Hier geht es um Rapid Control Design, aber darauf wollt ihr ja scheinbar 
nicht antworten.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Racha schrieb:
> Jedesmal das Rad neu erfinden oder was?? Das ist in keinster Weise
Nein, ich nehm das Rad aus dem Regal. Welches Rad, such ich mir aber 
selber aus und lass es mir nicht vorreden.
Für 5+3 - um beim Beispiel von oben zu bleiben - nehm ich mir auch keine 
Formelsammlung mit. Das sind halt Grundlagen.
> pragmatisches Handeln!
Falsch, du kannst nur es nur einfach nicht.
Ein Integrierer oder Verstärker ist doch gleich aufgebaut. Das sind 2 
Bauteile zum OP und ein bisschen drüber nachdenken.

> Hier geht es um Rapid Control Design, aber darauf wollt ihr ja
> scheinbar nicht antworten.
ACHSO! Rapid! Sag das doch gleich!

Wie schnell solls denn bei dir gehn, wenn die Grundlagen fehlen?
Du zäumst das Pferd von hinten auf, verstehst aber nicht, wie man auf 
einen Sattel steigt.

Lern dir Grundlagen an und du wirst merken, wie einfach das eigentlich 
ist, für was du hier mords Software verlangst.

Autor: Racha (Gast)
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Michael H. schrieb:
> Racha schrieb:

>> pragmatisches Handeln!
> Falsch, du kannst nur es nur einfach nicht.
Das lass mal meine Sorge sein, ein paar R's und C's für die 
entsprechenden Zeitkonstanten berechnen kann ich auch im Kopf... ;-) Das 
war aber ja auch überhaupt nicht mein Anliegen.

Anderes Beispiel: Du kannst bestimmt Schaltpläne erstellen und auch die 
dazugehörigen Board-Layouts entwerfen. Nur weil du das kannst heißt aber 
lange noch nicht dass du dir nicht auch gern die "Arbeit" abnehmen lässt 
und aus dem Schaltplan ein Board generieren das man nurnoch routen muss.

> Ein Integrierer oder Verstärker ist doch gleich aufgebaut. Das sind 2
> Bauteile zum OP und ein bisschen drüber nachdenken.

Ist mir durchaus bewusst. Jedoch gibt es noch viele Randbedingungen die 
man einhalten muss. Ich kann zwar easy nen Verstärker mit Faktor 100 
durch paar Widerständen realisieren muss aber trotzdem sicherstellen 
dass der mögliche Wertebereich des OPs eingehalten wird, dazu ist dann 
letztendlich doch mehr als nur ein OP + 2 Widerstände nötig. Und das 
gleiche Spiel muss man für jeden Block machen.

>
> Wie schnell solls denn bei dir gehn, wenn die Grundlagen fehlen?

Glaub mir die Grundlagen fehlen mir nicht, jedoch wenn die letztendliche 
Realisierung des Reglers nurnoch Mittel zum Zweck ist, man aber nicht 
die Kohle aufbringen möchte z.B. DAQ's für LabView oder RTW für Simulink 
zu bezahlen, hab ich mich halt gefragt ob es für diese "einfache 
Aufgabe" wie du sie nennst nicht auch was automatisiertes gibt!



Ich arbeite halt gerne nach dem Motte, sich lieber die doppelte oder 
noch mehr Zeit zu nehmen um ein Problem allgemein zu lösen um es dann 
immer wieder anwenden zu können, als ein spezielles Problem jedes mal 
aufs neue nach dem gleichen Schema durchzuackern!

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Hier sind doch direkt die Schaltungen abgebildet einschließlich der 
Dimensionierung.
http://www.rn-wissen.de/index.php/Regelungstechnik

Damit könntest du in LTspice hierarchische Blöcke machen.
Auf dem Toplevel sind dann Blocksymbole und wenn man "eintaucht" sieht 
man die Schaltung, allerdings nur mit Formeln für die Werte. Im "Spice 
Error Log File" gibt es dann eine Netzliste mit den aus Kp, Ki 
berechneten Bauteilewerten.

Oder du schreibst dir gleich ein Synthese-Programm(VB?) mit schöner 
Graphik mit dem du die Werte für die Realisierung der verschiedenen 
Schaltungblöcke(P-Glied, PI, PID, PD, ..) berechnest. Vielleicht gibt es 
das ja schon fertig. Ich denke das ist es was du eigentlich suchst.

Autor: Michael (Gast)
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Racha schrieb:
> Ich arbeite halt gerne nach dem Motte, sich lieber die doppelte oder
> noch mehr Zeit zu nehmen um ein Problem allgemein zu lösen um es dann
> immer wieder anwenden zu können, als ein spezielles Problem jedes mal
> aufs neue nach dem gleichen Schema durchzuackern!

Wie ich schon sagte, mach dir ein Excel-Sheet, wo ist das Problem?

Racha schrieb:
> Ich kann zwar easy nen Verstärker mit Faktor 100
> durch paar Widerständen realisieren muss aber trotzdem sicherstellen
> dass der mögliche Wertebereich des OPs eingehalten wird, dazu ist dann
> letztendlich doch mehr als nur ein OP + 2 Widerstände nötig.

Ja, z.B. eine ausreichend hohe Betriebsspannung aber das spukt dir auch 
kein Programm aus. Da ist einfach Eigengrips gefragt. Wie schon gesagt 
wurde, wenn die Parameter bekannt sind ists nur noch Rechnen wie 2+3 und 
dafür packt man nunmal keinen Taschenrechner mehr aus.

Autor: Racha (Gast)
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Michael schrieb:
> Racha schrieb:
> Wie ich schon sagte, mach dir ein Excel-Sheet, wo ist das Problem?
Das ist keine Antwort auf meine Frage! Es ist überhaupt kein Problem 
eine Excel-Tabelle zu machen, aber das war NICHT mein Anliegen.

> Racha schrieb:
> Ja, z.B. eine ausreichend hohe Betriebsspannung aber das spukt dir auch
> kein Programm aus.
Ja, betreib mal OPS mit +-100V... Lächerlicher Standpunkt! Und deine 
Vermutung ist übrigens falsch. Simulink spuckt Min/Max Werte für alle 
Signale nach einer Simulation aus, die kann man dafür verwenden. Es ist 
ja schon genug zu tun alle möglichen Eingang-Wertebereiche abzuschätzen.

> Da ist einfach Eigengrips gefragt. Wie schon gesagt
> wurde, wenn die Parameter bekannt sind ists nur noch Rechnen wie 2+3 und
> dafür packt man nunmal keinen Taschenrechner mehr aus.
Willkommen in der Steinzeit!

@ Michael: Bitte halte dich aus diesem Beitrag zurück, meine 
Fragestellung finde ich nicht ganz überflüssig, und des es gibt bestimmt 
noch andere Leute die sich die selbe Frage schonmal gestellt haben!

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Nochwas. Ein analoger Regler rechtfertigt sich heute eigentlich nur noch 
bei erhoehten Anforderungen, die eine digitale Loesung nicht bringen 
kann, oder zu teuer waere. Diese erhoehten Anforderungen koennen sein :
- Geschwindigkeit (in den MHz)
- dynamischer Bereich (uV bis V)

Und beide lassen sich weder mit einem Schema, noch einem Struktogramm 
erschlagen. Beide koennen zwar richtig sein, enthalten das Wesentliche 
aber nicht.

Wenn es um einen Trivialregler geht, der analog sein soll, um guenstig 
zu sein, dann brauchts auch keine Tools, den macht man aus'm Kopf. 
Parameter sowie Schema.

Autor: Michael (Gast)
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Racha schrieb:
> Ja, betreib mal OPS mit +-100V... Lächerlicher Standpunkt!

Also wenn du einenOP brauchst nach Simulation mit +-100V dann sollte es 
bei dir klingeln, dass du eine Spezialanwendung hast.

Racha schrieb:
> Und deine
> Vermutung ist übrigens falsch.

Welche "Vermutung"? Behaupte nicht etwas, dass ich nie geschrieben habe.

Racha schrieb:
> Simulink spuckt Min/Max Werte für alle
> Signale nach einer Simulation aus, die kann man dafür verwenden.

Von welchen Werten Sprichst du? Eine P-Regler hat Kp, Ein I-Regler hat 
nen Ti und ein D-Regler hat ein Td. Dann gibts noch kombinationen dieser 
Regler was darauf hinaus läuft, dass sich lediglich die Kennwerte 
vereinen. Man hat nen Verstärkungsfaktor, eine Integrierzeit und eine 
Differenzierzeit. Von welchen Werten sprichst nun du?

Racha schrieb:
> Es ist
> ja schon genug zu tun alle möglichen Eingang-Wertebereiche abzuschätzen.

Das nenn man ugs. Hausaufgaben und das ist nun wirklich kein Ding wenn 
die Aufgabe immer wiederkehrend ist und ach so einfach.

Racha schrieb:
> Willkommen in der Steinzeit!

Acha, für einfach Sachen packst du also den Großrechner aus. Aber dir 
sind ja die Grundlagen bekannt....ne, is klar.

Racha schrieb:
> @ Michael: Bitte halte dich aus diesem Beitrag zurück, meine
> Fragestellung finde ich nicht ganz überflüssig, und des es gibt bestimmt
> noch andere Leute die sich die selbe Frage schonmal gestellt haben!

Deine Frage wurde jetzt schon mehrfach beantwortet und es wird nicht 
besser werden, nur weil dir die Antwort nicht gefällt.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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@Racha:

Ich glaube, hier hat noch keiner wirklich verstanden, was du im Detail
genau möchtest, zumal sich deine Wünsche ständig zu ändern scheinen. Das
erkennst du daran, dass du sehr viele wohlgemeinte Antworten erhalten
hast, die aber offensichtlich alle überhaupt nicht deinen Anforderungen
entsprechen.

Hier ist ein Auszug aus deinen Posts. Vielleicht versuchst du mal, dich
in die Lage eines Außenstehenden zu zu versetzen und dann zu verstehen,
was das Tool können soll. Ich habe mal dazugeschrieben, welche Gedanken
mir persönlich beim Lesen deiner Beiträge spontan in den Kopf geschossen
sind:

> Gibt es eine Software, die mir automatisch zu einer Regelstrecke eine
> analoge Schaltung auswirft?

Wenn es das gäbe, wären wahrscheinlich die meisten Regelungstechniker
arbeitslos.

> Und sorry, ich meinte ich will die Schaltung zum Regler, nicht zur
> Strecke (die gibts ja leider schon ;-)

Ok, das schränkt die Sache schon etwas ein. Aber was ist "die Schalt-
ung"? Gehört dazu nur die Dimensionierung von ein paar Bauteilen oder
auch die Auswahl bspw. der Opamps, der Entwurf der Schaltungstoplogie
usw.?

> Meine Frage war ob es ein graphisches Tool gibt in dem man die
> Blockschaltung reinzeichnet und das einem die OPV Schaltung ausspuckt!

Dto., wenn das Tool die komplette Schaltung ausspucken würde, könnte man
damit bspw. wunderbar Audioverstärker generieren, indem man einfach nur
den Verstärkungsfaktor eingibt. Alles andere, bspw. die Optimierung des
Frequenzgangs, die Minimierung der Verzerrungen usw. würde das Tool
machen.

Aber obwohl im Vergleich zu wirklich komplizierten Reglern, die auch
noch bei wesentlich höheren Frequenzen arbeiten müssen, Audioverstärker
leichter zu beherrschen sind, werden sie (zumindest die besseren) immer
noch von Hand entwickelt, natürlich unter Zuhilfenahme von Simulations-
tools u.ä., die du aber bei der Reglerentwicklung ebenso verwenden
kannst.

> Ich möchte nicht jedesmal für 10 Differenzierer 5 Integrierer und 20
> Summierer + Offsets / Impedanzwandler und was man noch alles braucht
> von Hand berechnen!

Bei einem Regler dieser Komplexität würde ich in den allermeisten Fällen
sowieso die digitale Variante mit µC oder DSP bevorzugen :)

> Hier geht es um Rapid Control Design, aber darauf wollt ihr ja
> scheinbar nicht antworten.

Dieses Buzzword beeindruckt sicher einen Manager, erklärt aber immer
noch nicht, was du wirklich möchtest ;-)

> Das lass mal meine Sorge sein, ein paar R's und C's für die
> entsprechenden Zeitkonstanten berechnen kann ich auch im Kopf... ;-)
> Das war aber ja auch überhaupt nicht mein Anliegen.

Also geht es nicht nur um die reine Dimensionierung? Das ist doch schon
einmal eine Aussage.

> Jedoch gibt es noch viele Randbedingungen die man einhalten muss. Ich
> kann zwar easy nen Verstärker mit Faktor 100 durch paar Widerständen
> realisieren muss aber trotzdem sicherstellen dass der mögliche
> Wertebereich des OPs eingehalten wird, dazu ist dann letztendlich doch
> mehr als nur ein OP + 2 Widerstände nötig. Und das gleiche Spiel muss
> man für jeden Block machen.

Dann zähle doch einfach einmal alle diese Randbedingungen auf, die das
Tool berücksichtigen soll.

Nicht für ungut, aber vermutlich geht es den meisten Lesern ähnlich wie
mir. Wenn du hilfreiche Antworten zu diesem komplexen Thema erwartest,
musst du deine Fragen schon etwas präziser formulieren.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
Datum:

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Regelsysteme sind, eine gewisse Stufe an Mathematik vorausgesetzt, 
mindestens eine zweisemestrige Vorlesung. Dh da ist kein Tool, dass das 
so mal schnell durchzieht ohne dass der Benutzer ein Minimalwissen 
mitbringt.

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