Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Regelung in einem Schwingkreis


von Günter M. (Gast)


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Guten Morgen zusammen,

ich habe ein Problem mit der Regelung in einem Schwingkreis. Ich bin 
relativ fachfremd und daher für jeden Vorschlag dankbar!

Es geht um folgendes:
Ich habe einen abgestimmten Schwingkreis, den ich mit einer externen 
Quelle an einem Verstärker anrege. Das (digitale) Anregungssignal 
(generiert in Matlab, Trägerfrequenz ist die Resonanzfrequenz des 
Schwingkreises) hat eine mehr oder weniger trapezförmige Einhüllende, 
die Amplitude wird also zunächst über einen gewissen Zeitraum 
hochgefahren, ist dann für eine bestimmte Zeit konstant und wird 
anschließend wieder auf 0 zurückgefahren. Jeder der drei Abschnitte ist 
einige 100 Periodendauern der Resonanzfrequenz lang.

Regt man den Schwingkreis mit diesem Signal an, ist die "Antwort" des 
Schwingkreises auf Grund von Ein- und Ausschwingvorgängen ja verzerrt, 
was leider etwas ungünstig ist.
Ich habe nun in erster Näherung angenommen, dass sich das System linear 
verhält und kann - nachdem ich die Impulsantwort bestimmt habe - das 
Anregungssignal modifizieren (per Dekonvolution des gewollten Signals 
mit der Impulsantwort), sodass ich der gewollten Systemantwort schon 
sehr nahe komme.

Nun sehe ich allerdings noch gewisse Abweichungen, die 
höchstwahrscheinlich auf gewisses nicht-ideales Verhalten des 
Verstärkers zurückzuführen sind. Beispielsweise nimmt die Amplitude des 
Signals im zweiten Abschnitt des Impulses - obwohl das Anregungssignal 
in dem Bereich konstant ist! - konstant zu. Ich vermute, dass der 
Verstärker dort warm wird und sich daher die Ausgangsleistung verändert.

Nun habe ich überlegt, wie ich genau diese Abweichungen vom gewollten 
Signal kompensieren könnte. Und ich habe veruscht einen Digitalen Regler 
in Matlab zu schreiben, der jeden einzlenen Punkt im digitalisierten 
Antwortsignal mit dem gewollten Signal vergleicht und dann 
dementsprechend das Anregungssignal modifiziert.
Das Problem hier ist allerdings, dass auf Grund der endlichen 
Impulsantwort des Schwingkreis die Regelung von einem Punkt natürlich 
auch Auswirkungen auf die nachfolgenden Punkte im Antwortsignal hat.
Das führt in meiner Implementation zu etlichen Problemen, beispielsweise 
entstehen durch diese "Regelung" starke Oszillationen auf dem 
Anregungssignal.
Ich kann dieses Verhalten auch an einem idealen System im Computer 
reproduzieren, sobald die Impulsantwort endlich ist.

Meine Frage: welche Lösungsansätze gibt es dafür? Könnt Ihr mir 
vielleicht ein paar Google-Schlagwörter nennen, die mir Lösungsansätze 
liefen könnten?
Ich sage schon mal herzlichen Dank!

Günter

von Detlef _. (detlef_a)


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Beispielsweise nimmt die Amplitude des
Signals im zweiten Abschnitt des Impulses - obwohl das Anregungssignal
in dem Bereich konstant ist! - konstant zu. Ich vermute, dass der
Verstärker dort warm wird und sich daher die Ausgangsleistung verändert.

Du regst einen Schwingkreis auf seiner Resonanzfrequenz an. Dann steigt 
die Schwingungsamplitude an, bei einem ungedämpften System beliebig 
hoch. Ich glaube nicht, dass das beobachtette Verhalten am Verstärker 
liegt.

Cheers
Detlef

von Günter M. (Gast)


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Vielen Dank für die Antwort!

Der Schwingkreis ist gedämpft.
Das langsame Ansteigen der Amplitude sehe ich auch, wenn ich mir nur die 
Ausgangsleistung des Verstärkers anschaue.

Günter

von Volker S. (sjv)


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Hallo,

wie ist der Verstärker an den Schwingkreis angekoppelt?
Über die Kopplung sollte man die Bedämpfung des Schwingkreises regeln 
können.

MfG

von Günter M. (Gast)


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An der Ankopplung kann ich leider nichts verändern, da das Setup so 
gegeben ist.
Ich kann das nur über eine Modifzierung des Anregungsshape kompensieren

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