Hallo zusammen,
ich hätte mal eine Frage zur Bestimmung einer Regelstrecke.
Ich benutze einen OP um 2 Werte miteinander zu vergleichen. Am Ausgang
des OP's hängt ein MOSFET. Benutzt wird das alles für eine
Spannungsregelung. Geregelt wird das alles von einem PI Regler in einem
µC. Mein Problem ist aber, dass der Ausgang des OP's schwingt,
vermutlich wegen der zu hohen kapazitiven Last des Transistors.
Dass mir Widerstände und Kondensatoren Nullstellen und Polstellen bilden
ist mir klar, genauso wie man Bodediagramme deutet, allerdings weiß ich
nicht wie ich von einer bestehenden Schaltung auf das
Übertragungsverhalten, bzw. auf die Pol und Nullstellen komme um mir
anschließend ein Bodediagramm zu erstellen.
Kann mir da jemand weiterhelfen oder auch irgendwelche Bücher /
Literatur dazu empfehlen?
Grüße
Du suchst ganz einfach die Übertragungsfunktion deiner Schaltung. Die
kann man auf verschiedene Arten finden...
Die Übertragungsfunktion ist das Verhältnis der Ausgangsgrösse zur
Eingangsgrösse.
g = y(t) / x(t)
Du muss also einfach deine Ausgangsgrösse mit Grössen deiner Schaltung
ausdrücken und durch die Eingangsgrösse dividieren. So erhälst du deine
Übetragungsfunktion.
Die Laplaceoperatoren deiner UFZ kannst du dann mit jw ersetzen (ergibt
den Frequenzgang), den Betrag davon nehmen und das Ganze bei
verschiedenen Frequenzen auswerten. Voilà du hast deinen Amplitudengang.
Willst du die Phase noch haben, nimmst du nicht den Betrag, sondern den
Winkel...
Das findest du in jedem Buch über Systeme.. oder z.T. auch in Kursen
über Regelungstechnik.
Gruss
wenn das so einfach wäre, ich stehe komplett auf dem schlauch.
das ist eigentlich ein längsregler den ich hier habe. also am + eingang
des op hab ich eine referenzspannung, am minuseingang messe ich den
ausgang mit einem spannungsteiler. am ausgang des Op sitzt der mosfet
und soll meine spannung runterregeln, je nachdem was ich als referenz
natürlich eingestellt habe.
ich möchte bewusst nicht mit widerständen und kondensatoren
rumexperimentieren und probieren, sondern ich will das jetzt einfach
verstehen.
hmm, also irgendwie raten wir hier gerade ein bisschen rum. Mir
persönlich ist nicht ganz klar, was dir nicht ganz klar ist.
Aber vielleicht ist dein Problem der Transistor, der ja eigentlich
schaltet. Ein Schalter ist aber ein nichtlineares Bauelement (wenn du +
verdoppelst, verdoppelt sich die Ausgangsspannung noch lange nicht).
Daher ist die Darstellung als lineares System (Bode-Diagramm) nicht mehr
geeignet. Vielleicht hilft dir der Begriff "Zweipunktregler" bei deiner
Suche weiter?
ist aber nur ein Schuss ins Blaue...
ok, hab gerade gesehen, dass du vor dem Transistor nen OPAMP hast, daher
arbeitet der mosfet wohl doch nicht als Schalter, sondern in einem
Arbeitspunkt.
sorry, war spät gestern.
In diesem Fall hilft nur: Differentialgleichungen aufstellen und
Übertragung = Ausgang / Eingang
durch Laplace-Transformation ausrechnen....
A. S. schrieb:> In diesem Fall hilft nur: Differentialgleichungen aufstellen und> Übertragung = Ausgang / Eingang> durch Laplace-Transformation ausrechnen....
Laß mal einfach den Schaltplan rüberwachsen...
Du hast da bestimmt einen elementaren Fehler drin, den kriegst du mit
dem Lösen von DGL's auch nicht weg!
Hi, A. S.
> ...zur Bestimmung einer Regelstrecke.
Deine Worte haben offen gelassen, ob Du die Regelstrecke inklusive uP
meinst oder nur den Treiber mit dem MOSFET.
Deine Vermutung ist erste Wahl, der Treiber sei zu schwach für den
MOSFET.
> Dass mir Widerstände und Kondensatoren Nullstellen und Polstellen bilden> ist mir klar, genauso wie man Bodediagramme deutet, allerdings weiß ich> nicht wie ich von einer bestehenden Schaltung auf das> Übertragungsverhalten, bzw. auf die Pol und Nullstellen komme um mir> anschließend ein Bodediagramm zu erstellen.
Die analytische Betrachtung der Regelstrecke anhand der Datenblattwerte
der Bauelemente endet dort, wo der Treiber in die Sättigung gerät - weil
diese Verhältnisse habe ich noch in keinem Datenblatt gesehen.
Erarbeite Dir Deine Antwort durch Messung:
1. Modelliere Deine komplette Schaltung.
2. Trenne die Regelstrecke auf, vielleicht am Eingang des uP.
3. Speise dort einen Dirac-Puls ein.
4. Zeichne die Dirac-Antwort auf.
Oder nimm statt des Dirac-Stosses einen Funktionsgenerator, der den
interessanten Frequenzbereich durchwobbelt, miss Amplituden- und
Phasengang - und von der Auswertung des Bodediagramms hast Du schon
gesprochen.
Wenn Du Betriebssicherheit willst für Deine Schaltung, dann müssen
Sättigungseffekte ausgeschlossen sein. Dann muss die Regelstrecke unter
allen denkbaren Bedingungen berechenbar und stabil sein. Dazu wirst Du
dann einen Treiber brauchen, der kräftig genug ist.
Ciao
Wolfgang Horn
Der OPAMP kann die Gatekapazität nicht treiben. Also muß ein Treiber
rein oder ein Widerstand der den Strom begrenzt. Mit Treiber ist die
Regelung schneller als mit Widerstand.
Es kommt darauf an wie du das machen willst :
1.
Du hast eine Problemstellung und mußt erst einmal die Vorgaben bezüglich
Strom,Spannung,Geschwindigkeit usw. feststellen.
Du hast bestimmte Vorgaben bezüglich Strom, Spannung, Geschwindigkeit,
der baugröße, Preis usw. und kannst dir die Bauteile aussuchen -> Dann
würde ich mich auf die suche eines Transistors machen der die Parameter
erfüllt und danach den Treiber der zu diesem Transistor Passt und die
Anforderungen meiner Problemstellung auch erfüllt dieser muß natürlich
auch zu meinem OPAMP passen also wähle ich danach den OPAMP aus zum
steuern des Treibers bzw. habe ich schon einen OPAMP der mir die
Signalanpassung zwischen dem Messsystem macht und ich muß eine weitere
Signalkonditionierung zwischen Treibendem und Messendem System machen.
Die Signalverabeitung kann Analog oder Digital mit AD-Wandler DSP oder
FPGA und DA-Wanlder sein. Wenn das System fertig ist (eventuell auch
Software schreiben oder VHDL) kann man versuchen das System zu
simmulieren. Von daher ist es nicht schlecht sich bei der Bauteilauswahl
ein bischen luft bei den kritischen Parametern zu lassen.
2.
Wenn es nur um eine Theoretische Betrachtung geht reicht eine
Simmulation oder ein Mathematisches Model aus. Dies kann oder sollte
Grundlage Problemstellung sein. Ein genaues durchdenken des Konzepts und
des Systems kann einem viele schlaflose nächte ersparen.
3. Wenn ich es richtig sehe hast du irgend ein System aus irgendwelchen
bauteilen zusammengewürfelt und wuderst dich über ganz normales
Verhalten (z.B. das der Opeartionsverstärker es nicht schaft das Gate
des FETs zu treiben. Dafür brauchst du aber nicht das ganze System zu
simmulieren sondern dir nur das Datenblatt des OPs und des FETs
anzugucken. Dieser schwingt bei zu hoher Lastkapazität und es wird
sicherlich empfolen einen Widerstand in Reihe zu schalten um das
schwingen zu unterdrücken. Für diesen Efekt kannst du auch ein
mathematisches Model aufstellen.
(Es wird auch schwierig die Software in ein Mathem,atisches model zu
bekommen
Danke schon einmal für eure Antworten, ich werde diese gleich noch
richtig durchgehen.
Ich glaube die Fragestellung ist bisschen unklar gewesen, weil ich
selbst einfach nicht genau wusste, was ich da überhaupt machen muss ;)
Habe jetzt fleissig AppNotes gewälzt, nun ist es schon deutlich klarer,
aber mein Hauptproblem ist immer noch das Gleiche.
Der LDO ist im Prinzip so aufgebaut wie hier:
http://www.national.com/an/AN/AN-1148.pdf Seite 2. Allerdings gehe ich
mit dem Ausgang des OP's direkt auf einen P-Fet als Pass-Transistor.
In verschiedenen Appnotes wird immer wieder betont, dass ich im Prinzip
3 Pole und 1 Nullstelle habe. Wie z.b. Seite 5 dieser Appnote. Dort wird
die Polstelle PL genannt.
In jeder Appnote werden diese Pole und Nullstellen immer nur genannt,
aber es steht nirgends wie man diese Pole und Nullstellen berechnet,
bzw. woher man genau weiß, welche Konstellation nun einen Pol oder
Nullstelle bewirkt.
Und genau das ist nun meine Frage, wie berechne ich diese Pol und
Nullstellen.
Hi, start1340,
> Wie z.b. Seite 5 dieser Appnote.> Und genau das ist nun meine Frage, wie berechne ich diese Pol und> Nullstellen.
Unpraktisch, die in meiner ersten Antwort genannten Gründe gelten nach
wie vor.
Sondern auf Seite 2 findest Du in Figure 6 einen Vorschlag zur
praktischen Aufnahme des Bode-Diagramms: Anregen mit einer Frequenz,
Phasenverschiebung und Verstärkung notieren, Frequenz verändern.
Aus den Steilheiten bei der Veränderung der Phase gegen Frequenz kann
man die Pole und Nullstellen ableiten, aber ich bin zu faul, das zu
suchen.
Ciao
Wolfgang Horn
http://www.ti.com/lit/an/slyt187/slyt187.pdf
Das ist das erste Dokument, das wenigtens den Ansatz mal stehen hat.
Beim Nachrechnen bin ich aber bisher noch gescheitert, aber denk das
wird auch noch ;)
