Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Reglerstruktur von Antriebsverstärkern


von Edwin L. (edwin)


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Hallo

Ich möchte die Regelstrukturen von Antriebsverstärkern besser verstehen.
Die Regelstrukturen bestehen aus Lage- Drehzahl- und Stromregler:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Kaskadenregelkreis.png&filetimestamp=20070315221601
Der Ausgang des Lagereglers ist der Eingang des Drehzahlreglers - aber 
wie entsteht der Drehzahlsollwert aus der Stellgröße des Lagereglers, 
diese ist ja nur der Regelfehler mit Kp verstärkt?

mfg Edwin

von Karl H. (kbuchegg)


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Edwin L. schrieb:

> wie entsteht der Drehzahlsollwert aus der Stellgröße des Lagereglers,
> diese ist ja nur der Regelfehler mit Kp verstärkt?

Und je größer dieser Regelfehler ist, desto schneller (=mehr Drehzahl) 
versucht der Lageregler, den Regelfehler wieder auf 0 zu bringen.

Der Drehzahlregler hat dann die Aufgabe diese Drehzahl auch tatsächlich 
zu erreichen und gemäss der Vorgabe zu halten. Ungeachtet dessen, ob 
irgendwo zb Reibung auftaucht, die die Drehzahl kurzfristig einbrechen 
lässt. D.h. Der Lageregeler kann davon ausgehen, dass sich die 
Regelstrecke auch tatsächlich mit genau der 'Geschwindigkeit' bewegt, 
die er aufgrund seiner Regelabweichung vorgibt.

von Edwin L. (edwin)


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Hallo

Danke für die schnelle Antwort. OK, hatte einen Fehler in der 
Darstellung. Lagestellgröße und Drehzahlsollwert passen zwar 
einigermaßen gut zusammen, aber eine Abweichung lässt sich trotz starker 
Filterung nicht entfernen - wie lässt sich dieser Unterschied erklären?
Siehe Bild im Anhang (0.2 bis 0.7sek: Beschleunigung; 0.7 bis 1sek: 
konstante Fahrt; 0.7 bis 1.4 sek: Verzögerung).


mfg Edwin

von Purzel H. (hacky)


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Der Stromregler uebernimmt wenn die maximale Stellgeschwinigekeit 
erreicht werden muss. Dann laeuft das System an der vorgegebenen 
Drehmomentgrenze.

Der Drehzahlregler uebernimmt, wenn das System auf einer Drehzahl laufen 
soll. Die kann auch als Limite vorgegenen werden. Wenn das Strom- resp 
Drehmomentlimit vorher erreicht wird uebernimmt der Stromregler.

Der Lageregler erzeugt das Drehzahl Signal um die Lage zu erreichen. 
Dann uebernimmt der Drehzahlregler.

Der Stromregler ist der schnellste, dann kommt der Drehzahlregler, dann 
der Lageregler.

von Edwin L. (edwin)


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Hy

Danke für die Antwort, ich glaube, ich habs jetzt verstanden:
Prinzipiell folgt der Drehzahlsollwert dem Lageregler, doch wenn max. 
Geschw, max Beschl. oder max Ruck auftreten, dann folgt der Verlauf 
diesen Größen?

mfg Edwin

von Edwin L. (edwin)


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Ich habe mir den Drehzahlausgang bzw. Stromsollwert angesehen, 
betrachtet man den Teil nach der Verzögerung, so fällt auf, dass der 
Strom nicht mehr dem Drehzahlregler folgt. In diesem Bereich dürfte aber 
auch keine Grenze auftreten.

mfg Edwin

von Edwin (Gast)


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Hy Leute

Ich habs nun endlich geschafft:

Beim Geschwindigkeitsregler wird meist ein PI-Regler verwendet. Dabei 
liegen P-Glied und I-Glied parallel, das ergibt folgende 
Übertragungsfunktion:
G(s) = (Kp+Kp*Tn*s) / (Tn*s)
Tn: Nachstellzeit
Kp: Verstärkung

Verwendet man nun als Eingang den Geschw.-Regelfehler, so erhält man als 
Ausgang den Stromsollwert.
Ich hatte die Verstärkung Kp nur im P-Glied, dadurch erhielt ich falsche 
Ergebnisse.

Dadurch ergibt sich aber ein neues Problem:
Ich möchte vom Stromsollwert auf den Geschw.-Sollwert schließen, doch 
wie bringt man die inverse Übertragungsfunktion in den Zeitbereich ohne 
Dirac? Bzw. wie kann diese Funktion auf Messwerte anwenden?
Mein Ergebnis: -exp(-t/Tn)/(Kp*Tn)+dirac(t)/Kp

mfg

von Detlef _. (detlef_a)


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Das ist m.E. nicht so schlicht. 'input estimation' ist Stichwort.

Beim diskreten System x(k+1)=A*x(k)+D*u(k) kannst Du die u ja eigentlich 
bestimmen, wenn Du die x kennst. Das ist aber in der Regel nicht ohne 
weiteres der Fall, dazu brauchst Du einen Beobachter. Du kennst ja in 
Deinem Fall z.B. nicht den Zustandswert des I-Anteils des Reglers.

Kannst Du die Geschwindigkeitsvorgabe nicht einfach messen?

Cheers
Detlef

von Edwin (Gast)


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Hy

Da beginnt mein Problem schon, ich komme nicht auf die 
Regelungsnormalform von meiner DGL:
y' = Kp*x' + Kp/Tn*x
Beim lösen der DGL weiß ich nicht, wie ich y' behandeln muss.

Klar kann ich die Geschwindigkeitsvorgabe messen, aber es geht darum, 
dass ich zum Stromsollwert einen Additiven Sollwert aufschalten muss und 
diesen Einfluss muss ich im Geschwindigkeitsregler kompensieren, sonst 
regelt dieser dagegen.

mfg

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