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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Reglerentwurf mit Bode-Diagramm


Autor: Imhotep (Gast)
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Hallo zusammen,

ich muss im Rahmen der Projektarbeit einen analogen Regelkreis aufbauen. 
Am Eingang fließt ein Nutzstrom (paar kHz), mit einem Gleichanteil 
überlagert; und dieser Gleichanteil sonn eben mit einem PI-Regler 
ausgeregelt werden. Jetzt habe ich also in PSpice die Simulation des 
Regelkreises durchgeführt und habe mittels Bode-Diagramm (über 
Phasenreserve) Kp und Tn eingestellt (Prinzip des offenen Kreises). 
Versuche ich das Ganze jedoch rechnerisch zu bestimmen, kommt irgend ein 
Quatsch heraus. Vielleicht hat Einer von Euch eine Idee, warum die 
Ergebnisse unterschiedlich sind. Als Anlage habe ich die Schaltung sowie 
die Berechnung der offenen Kette beigefügt.

Ich freue mich auf Eure Anregungen!

Gruß Imhotep

Autor: Gast_1234 (Gast)
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Hab die Schaltung mal überflogen: das P-Glied (U3) scheint mir 
plausiebel, ebenso das PI-Glied (U2) aber dein Summierer (U1) etwas 
seltsam was die Verstärkungen betrifft.

Außerdem, was willst du Regeln? Ich kann keinen sinnvollen Regelkreis 
erkennen.

Deine Rechnungen kann ich nur schwer nachvollziehen, poste doch der 
Übersicht halber noch das Blockdiagramm von deinem System. Auch das 
Bodediagramm wäre sinnvoll.

Ach ja, wenn ich damals in meiner RT-Vorlesung F0 anstelle von Fo 
geschrieben hätte, ... :-)

Ich errechne folgende Werte aus deinem Schaltbild:

Addierer mit TP-Verhalten (U1)
Gleichspannungsverhalten:
uU1= -R1*(uC99/R99 + uU3/R10)
uU1=-(10000000000*uc99 + 50000*uU3) ?????

für den PI-Regler (U2)
TR=4,8us
KR=41666

danach kommt ein P-Glied (U3)
P=V=- 1k/6,5k= -0,1538...

Autor: Imhotep (Gast)
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Danke für die Antwort!

Das Ganze soll einen optischen Empfänger im sichtbaren Bereich 
darstellen und das Tageslicht (= Gleichanteil) ausregeln.

 C99 soll die Kapazität der Fotodiode nachbilden und ist daher nicht 
schaltungsrelevant. R99 ist nur als Messwiderstand für den ankommenden 
Strom da, aus dem dann der Transimpedanzverstärker eine Spannung macht. 
Der Inverter sorgt dafür, dass die Spannung vom Reglerausgang negativ 
und so der Gleichstrom durch R10 ebenfalls negativ wird; also
(I0 + Irect) + (-Io) = Irect im Idealfall wird.

 Ansonsten habe ich nun auch das Bode-Diagramm und das Blockschaltbild 
hochgeladen aus dem hoffentlich mein Anliegen genauer ersichtlich ist.

Autor: ... ... ... (Gast)
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Autor: Achim S. (Gast)
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Hallo Imhotep,

ich fürchte, dein Schaltungsansatz funktioniert so nicht. Du willst über 
den Regelkreis den Gleichanteil des Photostroms vom Eingang deines 
Transimpedanzverstärkers abziehen. Dann muss da aber auch eine 
hochohmige Stromquelle rein.

Du verwendest eine niederohmige Spannungsquelle (U3A), die du über 20Ohm 
auf den Eingang deines Transimpedanzverstärkers addierst. Der Photostrom 
(auch das hochfrequente Nutzsignal) wird in diese niederohmige 
Spannungsquelle fliesen, die Verstärkung deines Transimpedanzverstärkers 
ergibt sich nicht mehr aus dem 1MOhm sondern nur noch aus 20Ohm und ist 
damit 50000 mal kleiner als du eigentlich geplant hast.

schöne Grüße

Achim

Autor: Imhotep (Gast)
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Die Schaltung an sich funktioniert wunderbar, nur die Ergebnisse der 
Berechnung stimmen mit dem Bode-Diagramm nicht überein.

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