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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PI Regler mit OPV


Autor: Matthias (Gast)
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Hi,

ich benötige Interpretationshilfe.

Ich möchte einen PI Regler mit einem LM2904 aufbauen. Dazu gebe ich dem 
OPV an (+) eine Referenzspannung von +4V. Auf (-) kommt dann die 
Messgröße. Der OPV regelt also soweit bis beide Spannungen den selben 
Wert haben, wenn ich das richtig verstanden habe. Meine Frage ist 
simpel. Welche Spannung gibt der OPV am Ausgang aus, wenn auf (-) z.B. 0 
V anliegt.
In wiefern haben Kd und Ki mit der Ausgangsspannung zu tun? Mein Ziel 
ist es, das der OPV beim Regeln eine gewisse Spannung beim 
Einschwingvorgang nicht überschreiten darf.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Wenn du bei einem OPV an (+) 4V legst und an (-) 0V gibt er die maximal 
mögliche Ausgangsspannung aus. Deshalb verwendet man Widerstände und 
Kondensatoren ohne den es auch gar kein Regler sein kann.

Wie weit ein Regler überschwingt, und auch ob er überhaupt stabil läuft, 
hängt von der Regelstrecke und den Regelparametern ab. Letztere wird 
durch die Beschaltung des OPV festgelegt.

Poste doch einmal die Schaltung, die du realisieren willst.

Autor: Matthias (Gast)
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Danke für die Hilfe,

im Anhang ist die Skizze.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Nach dem Einschalten - wenn die Kondensatoren entladen sind - geht der 
Ausgang erst einmal auf +4V und steigt dann weiter an bis die Messgröße 
ebenfalls auf +4V gestiegen ist. Den genauen Verlauf kann man wohl nur 
schwer berechnen, da das Ganze auf eine Differentialgleichung 
hinausläuft. Grob kann man aber sagen, dass die Spannung zu Beginn wohl 
ziemlich schnell (Zeitkonstante 47pF * 22k) ansteigen wird bis die 
Proportionalverstärkung (1M/22k) erreicht wird.

Das Beste wäre es wohl, wenn du das Ganze mit dem SPICE Programm deiner 
Wahl einmal simulieren würdest. Es ergibt sich aber keine Begrenzung für 
die Maximalspannung, wenn die Messgröße sich nicht ändert.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Das Beste wäre es wohl, wenn du das Ganze mit dem SPICE Programm deiner
>Wahl einmal simulieren würdest.

Rechne es lieber aus. Da lernst du mehr.

>Den genauen Verlauf kann man wohl nur
>schwer berechnen, da das Ganze auf eine Differentialgleichung
>hinausläuft.

DGLs gehen auch zu lösen!

Autor: Matthias (Gast)
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Nun ist das so. Mit diesem Regler wird ein Mos Fet gesteuert (Gate). Die 
Messgröße ist eine Spannung über einen Mess Shunt gemessen, durch 
welchen der Strom des Drain fließt, also der Arbeitspunktstrom. Das 
ganze soll dann einen konstanten Arbeitspunkt regeln. Nun wenn der 
Ausgang des OPV direkt auf 4V geht, dann steuert der MOS bereits so 
durch, dass über den Shunt eine Spannung von 5V angezeigt wird. 
Daraufhin müsste der Regler doch seine Ausgangsspannung wieder 
runterschrauben, sodass keine höhere Spannung wie 4 V am Ausgang 
entstehen kann oder ?

Autor: ich (Gast)
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Ich hab mir mal deine Skizze angeguckt und muss dir sagen, so geht das 
nicht!!!
In den Regler kommt die Regelabweichung und nicht die Messgröße. Der 
Regler versucht die Abweichung -> 0 zu regeln.
Du musst da noch einen OPV vorschalten, der die Rückkopplung realisiert 
und die Differenz zwischen Stellgröße (das was du willst) und dem was 
beim Messgerät rauspurzelt berechnet.

Autor: Matthias (Gast)
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Regelt der OPV nun auf, fließt mehr strom durch das "Drain" des 
Transistors. Über den Shut Widerstand fällt somit eine höhere Spannung 
ab, welche dem (-) des Transistors zugeführt wird. Die Differenz beider 
Spannungen wird somit kleiner => der OPV regelt noch mehr auf. Wo liegt 
also das Problem. Die Regelstrecke müsste so schon funktionieren.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

wie die Regelung funktionieren soll, habe ich mir nicht angeschaut.

Ich denke aber, mit dem o. g. OPV bekommst Du allein schon deshalb 
Probleme, weil keine ohmsche Verbindung vom (-)Eingang zum Ausgang 
besteht.

Normalerweise schaltest Du bei einem Integrierer einen hochohmigen 
Widerstand parallel in den Rückkopplungszweig. Damit erreichst Du, daß 
die 1µ und 47p-Kondensatoren sich langsam entladen können und sich bei 
einem Drift am Eingang nicht bis zur Sättigung des OPV aufladen.


Gruß,
  Michael

Autor: Max (Gast)
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Der PI-regler funktioniert nicht, wenn du ihn aus dem Regelkreis 
herausnimmst. Er läuft immer ins "Eck".

Brauchst Du wirliche einen PI ? Was willst Du regeln.

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