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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Problem mit Reglerparametern bei Temperaturregelung


Autor: Martin (Gast)
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Hallo zusammen,

ich bin zur Zeit bei der Programmierung einer Temperaturregelung. Die 
Regelung soll Bauteile aufheizen und einen Sollwert von +160°C haben.

Die Temperaturplatten werden über PWM (Periodendauer 1000ms) 
angesteuert.

Die eigentliche Temperaturregelung will ich über einen PI-Regler 
realisieren.

Jetzt wollte ich einen Sprungversuch durchführen, um die Kp und Ki-Werte 
zu ermitteln (Ziegler-Nichols).

Infos zB hier: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Faustformelverfahren_...)

Ausgehend von meinem Arbeitspunkt +160°C, der sich im Leerlauf 
(Temperaturplatten sind nicht "belastet") bei 23% PWM-Stellgrösse 
einstellt (empirisch ermittelt), habe ich den Sprungversuch durchgeführt 
und die PWM auf 23%+10%=33% gestellt. Das Ergebnis ist die Kurve im 
Anhang.

Leider sehe ich jetzt in der Kurve keinen Wendepunkt; bzw. wenn ich die 
Wendetangente einzeichne habe ich einen Tu-Wert von nahezu Null, was bei 
den Umrechnungsformeln einen sehr grossen Kp-Wert ergibt (da Tu im 
Nenner steht)...

Habe ich da jetzt einen Gedankenfehler? Bzw. wie könnte man aus dieser 
Sprungantwort die Reglerparameter ermitteln?

Weiterhin würde mich noch interessieren, was so eine Temperaturstrecke 
für ein Übertragungsverhalten hat (PT2-Glied?)

Danke für Eure Unterstützung!

Martin

Autor: Frank Schlaefendorf (Firma: HSCS) (linuxerr)
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ist das richtig, dass die temperatur deiner heizplatten nach über 40min 
immer noch nicht wieder im statischen zustand angekommen ist??? dann ist 
doch klar, dass der tangentenanstieg extrem klein ist. warum reagiert 
die heizung so träge?? für nur 20K temperaturunterschied??? sind die 
schon am limit oder sind die wärmeverluste schon sehr hoch (wärmeabgabe 
an die umgebung).

Autor: Martin (Gast)
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Hallo Frank,

stimmt, die Temperatur steigt ca. 1,5h an bis sie wieder stationär ist.

Die Heizung reagiert deshalb so träge, weil ich die PWM nur um 10% 
gesteigert habe...

Wärmeabgabe an die Umgebung spielt natürlich auch mit rein...

Martin

Autor: Frank Schlaefendorf (Firma: HSCS) (linuxerr)
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Martin wrote:
> Hallo Frank,
>
> stimmt, die Temperatur steigt ca. 1,5h an bis sie wieder stationär ist.
>
das ist sehr lang!
> Die Heizung reagiert deshalb so träge, weil ich die PWM nur um 10%
> gesteigert habe...
das mag sein, aber es wirkt sich ja mit einer temperaturänderung von 
über 20K aus und das ist schon recht viel, warum die wärmeleitung bei 
einer so hohen temperaturdifferenz so schleppend vorangeht ist mir nicht 
ganz klar. wo wurde denn die temperatur gemessen? wie gut ist der 
thermische kontakt?
> Wärmeabgabe an die Umgebung spielt natürlich auch mit rein...
scheint mir recht hoch zu sein.

Autor: Olaf (Gast)
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1. Wenn das Heizelement stark ueberdimensioniert ist,
   so wie in deinem Fall, wird die Regelung anspruchsvoll. :-)

2. Wenn das Temperaturfuehler einen grossen thermischen
   Abstand von deiner Heizspirale hat dann wird die Regelung
   besonders anspruchsvoll.

3. Beides zusammen wird ein Abenteuer.

Olaf

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