Hallo, ich bin dabei, einen Motor Drehzahl- und Stromgeregelt zu steuern. In meinem C-Programm wird zu Anfang eine Solldrehzahl eingegeben. Diese soll der Motor dann natürlich möglichst schnell und ohne riesigen Überschwinger erreichen. Ich bekomme die Drehzahl vom Motor sowie den Strom. Der PI-Regler für die Drehzahl läuft bereits wunderbar (ohne Schwingen). Wenn ich nun aber einen PI-Regler für die Stromregelung hinter den für die Drehzahl "schalte", wird das System instabil. Hat in diesem Bereich jemand Erfahrung bzw. kann mir jemand Tipps geben? Den PI-Regler für die Drehzahl habe ich folgendermaßen eingestellt. I-Anteil erstmal auf 0. Dann P-Anteil hochgefahren, bis es anfängt zu schwingen und dann den P-Anteil nochmal etwas runter gedreht. Anschließend den I-Anteil hochgefahren bis es noch stabil ist. Wenn ich nun das Gleiche mit dem PI-Regler für den Strom mache, schwingt das System sobald ich den I-Anteil von 0 auf 0.1 setze. Ohne I-Anteil werden die "höheren" Umdrehungen des Motors (0 - 2000/min) jedoch nicht erreicht.
Johannes Schmitz schrieb: > Ohne I-Anteil > werden die "höheren" Umdrehungen des Motors (0 - 2000/min) jedoch nicht > erreicht. Ähem... Wenn di einen I-Anteil im Drehzahlregler hast, dann muß der Motor jede Solldrehzahl erreichen. Oliver
Man stellt Kaskaden-Regler eigentlich immer von innen nach außen ein. Die Reglereinstellungen die du für den reinen Drehzahlregler ermittelt hast werden für den Kaskaden-Regler nicht mehr das Optimum sein. Außerdem sollte der Stromregler schneller sein als der Drehzahlregler (mind. Faktor 2). Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Johannes Schmitz schrieb: > Der PI-Regler für die Drehzahl läuft bereits wunderbar (ohne Schwingen). 1. Was regelst du denn jetzt, die Spannung? PWM? 2. Wenn es funktioniert, warum dann noch eine Stromregelung? 3. Stromregelung ist der innere Regelkreis, die Drehzahlregelung der äussere, die gibt den Sollstrom vor. Andersrum ist es nicht sinnvoll. Georg
Hallo, die Aufgabenstellung ist halt, dass er Drehzahl- und Stromgeregelt sein soll. Ich regel damit indirekt die Spannung. Ich gebe auf den Ausgang 0-5V und entsprechend ändert sich der Zündwinkel meiner B6-Schaltung. Folglich ändert sich auch die Spannung.
Was ich noch vergessen habe: Der Stromregler wurde nun doch als P Regler ausgelegt. Die Regelung ist nun auch bis zu einem gewissen Punkt stabil (600/min). Darüber hinaus fängt er dann zu schwingen an.
Angenommen, die innere Regelung kümmert sich um den Motorstrom. Dann stellt sich in Abhängigkeit der Last am Motor eine bestimmte Drehzahl ein. Jetzt noch angenommen, die äussere Regelung kümmert sich um die Drehzahl. Meinst du das so? Dann gibt es ein Problem: wenn die Drehzahl ausserhalb des Sollbereiches liegt, gibt es keine andere Möglichkeit als die dem Motor zugeführte Leistung zu verändern und das hat zwangsweise die Folge, dass der Strom verändert werden muss. Das ist als ob man in einem Auto zwei Lenkräder einbauen würde. Angenommen, deine Regelstrecke sieht so aus: Der Drehzahlgeber des Motors wird von deinem Regler ausgewertet, der Regler gibt als Steuergröße eine Spannung aus. Diese wird einer spannungsgesteuerten Stromquelle zugeführt (deinem "Stromregler"), deren Ausgangssignal in Form eines eingeprägten Stroms dem Motor zugeführt wird. Ist das deine Schaltung? Wenn dem so ist, dann sollte der Stromregler schneller sein als der Drehzahlregelkreis. Du musst also darauf achten, dass die Integrationszeitkonstante des Stromreglers deutlich kürzer ist als die des Drehzahlreglers. P.S. wenn dein Motor ohne Stromregelung drehzahlbegrenzt ist dann stimmt etwas grundlegendes nicht. Noch eine Frage: Warum beschränkst du dich auch PI Regler? Warum nicht PID?
Muster schrieb: > Ich regel damit indirekt die Spannung. Ich gebe auf den Ausgang 0-5V und > entsprechend ändert sich der Zündwinkel meiner B6-Schaltung. Folglich > ändert sich auch die Spannung. Wenn du den Zündwinkel stellst, ist die effektive Motorspannung deine Führungsgrösse, nicht der Motorstrom. Und das ist auch viel besser...
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So sieht es im Prinzip aus. Nur, dass ich anstatt des Stromrichters den Zündwinkel einer B6 und damit die Spannung ansteuere. So lautete auch die Aufgabenstellung.
Hast du schon geprüft, ob an den jeweiligen Schnittstellen der vorherige Ausgang in der Lage ist, der jeweils nächsten Stufe das Eingangssignal zu liefern, das für ordnungsgemäßen Betrieb benötigt wird? (Jeweilige Schnittstelle auftrennen, Signal der Eingangsstufe mit einem Steller vorgeben , notieren welche Signale die vorgesehene Wirkung haben und schliesslich verifizieren dass die jeweils vorherige Stufe das erforderliche Steuersignal liefern kann) Wie arbeitet der Drehzahlsensor? Funktioniert die Drehzahlauswertung über den vorgesehenen Drehzahlbereich? Behindert vielleicht eine Entprellung die Signalerkennung oberhalb einer bestimmten Drehzahl?
Entweder wird die Drehzahl geregelt ODER der Strom. Man kann sicher sinnvoll eine Strombegrenzung vor dem Motor vorsehen (z.B. damit der Motor bei lange andauernder Uebelast nicht durchbrennt) und diese Stromregelung nennen, sie regelt ja auch den Maximalstrom. Allerdings sorgt diese dann auch dafuer, dass die Solldrehzahl nicht mehr erreicht wird, wenn zuviel Last zuviel Drehmoment und damit zuviel Strom fordert. Beides gleichzeitig regeln zu wollen widerspricht sich. wendelsberg
Hallo wendelsberg, > Entweder wird die Drehzahl geregelt ODER der Strom. ... > Beides gleichzeitig regeln zu wollen widerspricht sich. Dann musst du wohl alle gänigen Fachbücher über die Regelung von elektrischen Antrieben neu schreiben. Die 2- oder 3-stufige Kaskadenregelung ist seit Jahrzenten Stand der Technik und wird von allen Herstellern so umgesetzt, egal ob sie Siemens, Beckhoff, B&R oder SEW heißen. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
ernst oellers schrieb: > Hast du schon geprüft, ob an den jeweiligen Schnittstellen der > vorherige > Ausgang in der Lage ist, der jeweils nächsten Stufe das Eingangssignal > zu liefern, das für ordnungsgemäßen Betrieb benötigt wird? (Jeweilige > Schnittstelle auftrennen, Signal der Eingangsstufe mit einem Steller > vorgeben , notieren welche Signale die vorgesehene Wirkung haben und > schliesslich verifizieren dass die jeweils vorherige Stufe das > erforderliche Steuersignal liefern kann) > > Wie arbeitet der Drehzahlsensor? Funktioniert die Drehzahlauswertung > über den vorgesehenen Drehzahlbereich? Behindert vielleicht eine > Entprellung die Signalerkennung oberhalb einer bestimmten Drehzahl? Ja, das hatte ich schon gemacht und konnte dabei keine Fehler feststellen. Den Strom messe ich mit einer Strommessstelle, d.h. wenn Strom fließt, kann ich eine entsprechende Spannung messen. Diese Spannung liegt im Bereich von 0-15V (begrenzt durch den Trafo der Strommessstelle). Mit dem entsprechenden Widerstand in der Messstellenschaltung entsprechen die 0-15V einem Strom von 0-45.5A. Da ich die Spannung mit meiner Karten messen muss um sie zu verarbeiten, die Karte aber nur 0-10V erfassen kann, habe ich die Spannung der Messstelle auf 0-9V mit einem Spannungsteiler runterskaliert. Das bedeutet nun, dass ich an meiner Karte eine Spannung von 0-9V messe, was einem Strom von 0-45.5A entspricht. Der Stromregler bekommt nun den Ausgangswert vom PI-Drehzahl-Regler abzüglich des fließenden Stromes. Dieser wiederum bekommt ja die Solldrehzahl abzüglich der Istdrehzahl. Die Solldrehzahl (bekomme ich per manueller Eingabe ins Programm) sowie die Istdrehzahl (0-20V, durch einen Spannungsteiler auf 0-8V skaliert und dann im Programm auf 0-9 hochgerechnet) rechne ich vor dem Regler schon auf 0-9 runter. Sodass 0/min - 2000/min dann 0-9 entspricht (muss doch so gemacht werden, da ich sonst bei der "Übergabe" der Werte zwischen den beiden Regler völlig unterschiedlich skalierte Werte habe?).
wendelsberg schrieb: > Beides gleichzeitig regeln zu wollen widerspricht sich. Das ist schlicht Unsinn. Üblich ist ein innerer Stromregelkreis (könnte auch Spannungsregelung sein, aber Stromregelung steuert das Drehmoment besser bei DC-Motoren). Dieser Regelkreis bekommt seinen Sollwert von der übergeordneten Drehzahlregelung (für ganz minderbemittelte: wenn Drehzahl zu gering dann mehr Strom). Die Drehzahlregelung bekommt ihren Sollwert von der übergeordneten Lageregelung. Fachleute sprechen von einer Regelkaskade. Wenn du da einen Widerspruch siehst, solltest du dich mit was anderem beschäftigen. Georg
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