Im ersten Versuch einer Regelung mit MSP430 wird unabhängig von ADC und
PWM mit diesen geregelt. Das Ergebnis kann sich hören lassen: die
Änderungen der PWM Frequenz höre ich im Stellglied als
Rauschen/Knistern.
Ich sehe zwei, drei Möglichkeiten, das zu unterbinden:
- probieren, ob eine Synchronisation beim Setzen des neuen PWM-Wertes
hilft (heisst das bei Atmel Phase-Correct PWM?)
- Messwerte stärker Filtern bzw.
- die Regelung träger/langsamer machen
Ist das ein richtiger Weg / gibt es noch bessere?
@ Steffe (Gast)
>Im ersten Versuch einer Regelung mit MSP430 wird unabhängig von ADC und>PWM mit diesen geregelt.
???
Komischer Satz.
> Das Ergebnis kann sich hören lassen: die>Änderungen der PWM Frequenz höre ich im Stellglied als>Rauschen/Knistern.
Was für ein Stelglied? Welche PWM-Frequnz. Ausserdem, warum sollte sich
die PWM.FREQUNZ ändern? Die ist meistens konstant. Nur das
Tastverhältnis ändert sich.
>Ist das ein richtiger Weg / gibt es noch bessere?
Ja
http://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems
Ohne konkretere Angaben kann man da nicht wirklich was zu sagen.
Ist noch zu früh. Den ersten Satz kann man mit etwas gutem Willen aber
verstehen.
Den zweiten hast du ja auch verstanden, es ist tatsächlich das
Tastverhältnis gemeint, nicht die Freq.
Stellglied: Spule
PWM-F: > 20 kHz
Ein Verweis auf Netiquette ist keine Antwort: selber Netiquette!
Steffe schrieb:> - probieren, ob eine Synchronisation beim Setzen des neuen PWM-Wertes> hilft (heisst das bei Atmel Phase-Correct PWM?)
Scheint mir das erfolgversprechende zu sein. Du musst verhindern, das
die PWM beim Ändern des Tastverhältnisses Phasen verliert und dadurch
fehlerhafte Werte liefert. Wie man das genau auf dem MSP löst, kann ich
dir nicht sagen, aber es wird sich vermutlich lohnen, die PWM mal aufs
Oszi zu legen und dabei am Tastverhältnis zu drehen.
Ok, danke.
Aber selbst, wenn das Ändern des Tastverhältnisses Timer-synchron ist,
also keine großen "Sprünge" verursacht - wenn sich die PWM mit z.B. 100
Hz ändert (Rauschen des ADC-Wertes), wird das doch immer zu hören sein!?
(Das hängt natürlich auch vom Stellglied ab, im Fall meiner Spule ist es
schnell, ist ja quasi ein Lautsprecher).
Wie machen das denn z.B. Bildstabilisatoren, wird da prinzipiell
Analogtechnik genommen (Rauschen müsste man dann ja auch evtl. hören
können), oder laufen digitale Regelungen dann auch mit nicht-hörbarer
Frequenz?
Ah, mal ein Beispiel:
"Image Stabilizer noise on a Canon EF-S 17-55mm f/2.8 lens"
http://vimeo.com/8627691
So ähnlich klingt das bei mir auch.
Auf der gefilmten Verpackung des Objektivs steht "Ultrasonic" :-) Aber
das mag sich auf den Antrieb beziehen (Piezo?).
Ich stimme Falk zu, hier fehlt einfach die Struktur und Details.
Wieso sollte man unabhängig von dem PWM und dem ADC Wert regeln?
-.- ?
Das hängt nurmal alles zusammen, Tastrate, Abtastzeitpunkt,
Übernahmewert, Totzeit der Elektronik, Sensor, Aktor, etc
Aber wenn du eine Anwort nach deinen Angaben willst:
-mach die PWM-Frequenz einfach um Faktor 42 langsamer ;-)
Also was willst du, wie, regeln? was ist deine Taskzeit? dein
Abtastzeitpunkt, dein Verhalten des Aktors,.... etc
Steffe schrieb:> Im ersten Versuch einer Regelung mit MSP430 wird unabhängig von ADC und> PWM mit diesen geregelt.
Was wird eigentlich unabhängig von ADC und PWM geregelt. Eine Spule ist
kein Stellglied! Da ist nichts zum Einstellen dran.
Beispiel:
Eine Spule mit einem verstellbaren Kern zur Anpassung der Induktivität
der Spule wäre ein Stellglied und auch das nur, wenn diese Anpassungen
in die Steuerung/Regelung einbezogen wird. Erfolgt die Einstellung
bespielsweise manuell oder noch allgemeiner nicht von der
Steuerung/Regelung veränderbar, so ist es kein Stellglied im Sinne
dieser Regelung/Steuerung. Ein Stellglied hat einen von der
Regelung/Steuerung veränderbaren Zustand. Ein Handrad oder eine
einstellbare Rücklaufverschraubung ist zwar ein Ventil mit Zustand
(Öffnungsgrad), stellt aber für die Regelung/Steuerung kein Stellglied
dar, weil sie darauf keinen Einfluß nehmen kann.
Regeln bedeutet Rückkopplung. Man stellt etwas ein, beobachtet die
Wirkung und stellt nach bzw. erneut ein. Das bedeutet abhängig!
Den ADC kann man nicht regeln, da es ein Eingang ist. Den PWM-Ausgang
kann man man nicht "unabhängig" regeln(=Rückkopplung=abhängig). Man kann
ihn unabhängig steuern, also einfach einstellen. Bei passender
Beschaltung (Bauteile und Layout) kann das gut gehen, wenn die
physikalischen Eigenschaften der Schaltung und allem was danach kommt
eine immer vorhersagbare Reaktion auf die Steuereinstellung liefert.
Manche Lasten "eiern" aber bei einer simplen Steuerung und/oder man
schaltet zum maximal unpassenden Zeitpunkt. Dann bedarf es einer
Regelung und Synchronsierung, wie du schon selbst vermutet hast. Nicht
jede Regelung ist geeignet. Passen Last und Art der Regelung nicht, wird
wird das Verhalten instabil.
PWM + Heizdraht (ohmscher widerstand) stellt bei bekannter stabiler
Spannung eine vorhersagare Last dar. Die Heizleistung ist steuerbar. Die
Raumtemperatur kann ich damit aber nicht regeln, da der Bedarf unbekannt
ist. Dazu müßte man messen (=regeln).
Ob man eine Spule mit einer Steuerung sinnvoll kombinieren kann hängt
entscheidend davon ab was man damit bauen will und wie sich daraus die
phsikalischen Eigenschaften ergeben. Ist die reaktion in jedem Falle
vorhersagbar oder nicht?
>Wieso sollte man unabhängig von dem PWM und dem ADC Wert regeln?
Ja ist das denn so schwer zu verstehen?
Er hat eine Spule und über die Hysterese hat er einen 2-Punkt-Regler
implementiert. Dieser erzeugt einen Dutycycle von 20kHz. Daraus ergibt
sich eine Faltung in den hörbaren Bereich, weil die Spule kein idealer
Trafo ist, sondern Verluste besitzt, weswegen sie schwingt. Das hört er.
Besten Dank für die Mühe. Ist etwas wortklauberisch, aber vielleicht
nützt es ja jemandem, und du hast deine Zeit nicht damit verschwendet.
Es hat aber leider nichts mit meiner Frage zu tun.
Aber vielleicht kannst du dazu auch etwas beitragen:
Lass die Spule ein Teil der Strecke sein, und die PWM/eine H-Brücke das
Stellglied, und stell dir vor, dass die Regelung mit anderer Frequenz
läuft als PWM und AD-Wandlung...
@ Doofus (Gast)
>>Wieso sollte man unabhängig von dem PWM und dem ADC Wert regeln?>Ja ist das denn so schwer zu verstehen?
Weil der Satz keinen Sinn ergibt. Eine Regelung muss immer einen
Sollwert erfassen, das man man oft mit dem ADC.
>Er hat eine Spule und über die Hysterese hat er einen 2-Punkt-Regler>implementiert.
Woher weißt du das?
>Dieser erzeugt einen Dutycycle von 20kHz.
Ein Tastverhältnis (neudeutsch dyty cycle) wird in % oder als Zahl
zwischen 0-1 angegeben, nie als Frequenz.
>Daraus ergibt>sich eine Faltung in den hörbaren Bereich, weil die Spule kein idealer>Trafo ist,
Was hat ein Trafo hier zu suchen?
> sondern Verluste besitzt, weswegen sie schwingt. Das hört er.
Jain. Falsche Erklärung, trotzdem fast richtiges Ergebnis. Wenn man ein
Spule, auch eine schlecht gewickelte mit 20 kHz PWM beaufschlagt, dann
hört man das Schwingen nicht, weil es schon im Ultraschallbereich liegt.
Wenn aber das Tastverhältnis sich ändert, DANN hört man was, weil die
Modulation zu Schwebungen/Modulationsproukten/Nebenlinien führen, die
dann im hörbaren Bereich liegen.
Schönes Beispiel sind Schaltregler, allen voran der MC34063, dort
pfeifen manchmal die Spulen, das ist die burstartige Regelung. Die ??
kHz PWM hört man nicht direkt.
Steffe schrieb:> Es hat aber leider nichts mit meiner Frage zu tun.
Das hat es aber, und zwar in entscheidendem Maße!
Ich versuche ernsthaft zu helfen. Alles was ich schreibe gehört zum
Thema oder zeigt in welche Irrwege die vage Beschreibung führt. Eine
Beantwortung der Fragestellung ist mit den atuellen Informationslücken
unmöglich!
Man kann die Störungen nur bekämpfen wenn die Ursachen und das Layout
bekannt sind. Wenn nicht einmal ein Schaltplan bekannt sind, oder noch
schlimmer, nicht einmal eine ganz grobe Absichtserklärung was man
eigentlich vor hat, sondern nur ein paar Stichpunkte von einem Teil der
beteiligten Komponenten, so ist es schlichtweg unmöglich sinnvoll zu
antworten. Dann kann man nur blind raten! Es gibt unzählige
Möglichkeiten eine rauschende Schaltung die irgendwo eine Spule
enthalten zu bauen.
Steffe schrieb:> Aber vielleicht kannst du dazu auch etwas beitragen:> Lass die Spule ein Teil der Strecke sein, und die PWM/eine H-Brücke das> Stellglied, und stell dir vor, dass die Regelung mit anderer Frequenz> läuft als PWM und AD-Wandlung...
Das ist eine völlig andere Beschreibung! Jetzt ist es ein wenig klarer.
Aber nur ein wenig! Dieser Ansatz ist schonmal besser aber noch
auszubauen. Wir können sonst nicht wissen wie die Schaltung aussieht.
Ich vermute Du willst mit der PWM eine H-Brücke ansteuern an der eine
Spule hängt. Oder ist die Spule an anderer Stelle? Im Moment ist sie
irgendwo. Man kann sie auch wo anders einbauen. Ist es wirklich nur eine
Spule? oder auch andere Komponenten? Ist es ein Trafo, Übertrager oder
anderes Bauteil mit mehreren Spulen auf einem Kern? Ist es ein Motor?
Noch sind da zu viele Fragezeichen die Unterschiedlichste Ursachen
möglich erscheinen lassen. Eine Handvoll Sätze die den Aufbau wirklich
beschreiben sind die Voraussetzung um die sinnvollen Möglichkeiten
einzugrenzen aus einem Pool von unzähligen potentiellen Möglichkeiten.
Daß die Samplerate des ADC eine andere Frequenz hat als die PWM ist
durchaus nicht ungewöhnlich. Das ist eine völlig andere Aussage zu "PWM
und ADC werden unabhängig betrieben". Das die Regelung mit einer
nochmals anderen Frequenz arbeitet ist auch nichts Ungewöhnliches. Über
spezielle Filter bewirkt man diesen Effekt und vermeidet ein hektisches
Hin- und Herregeln. Genau das meinte ich mit "geeigneter Regelung".
Dieses "Hin- und Herregeln" ist unter Umständen hörbar und eventuell das
was Du hörst, weil der Filter unpassend ist. Das wären dann
Regelschwingungen. Im Gegensatz zu dem anderen Beispiel mit den
unterschiedlichen PWM-Modi wäre dann hier der Filter anzupassen.
Der Ursprüngliche Text und nun "wortklauberisch", "vielleicht nützt es
jemandem" und "Zeit verschwendet" zeigen eindeutig massive Lücken in den
Grundlagen. Wir helfen gerne, aber Dazu sind Details notendig!
Was die Spule hinter der H-Brücke macht, sofern sie überhaupt hinter der
H-Brücke liegt, ist entscheidend. Ja, sogar die Art der Spule kann
enstscheidens sein. Eine H-Brücke klingt für mich nach Motor oder nach
einem Flußwandler. Mögliche hörbare Störungen hätten Prinzipbedingt
völlig andere Ursachen! Wie soll man da Antworten wenn nicht klar ist
was gebaut werden soll?
viele Grüße
Carsten
Falk Brunner schrieb:> Schönes Beispiel sind Schaltregler, allen voran der MC34063, dort> pfeifen manchmal die Spulen, das ist die burstartige Regelung.
Der MC34063 ist ein schönes Teil. Wenn man erst verstanden hat was er
warum macht, dann hat man viel gelernt :P
Er ist kein echter PWM-Regler. Er eiert im PWM-Modus, sowohl
Einschaltzeitpunkt als auch Ausschaltzeitpunkt variieren, zumindest im
kontinuierlichen Modus, und regelt stabil wenn er stolpert (Burst-Modus)
und im diskontinuierlichen / lückenden Modus. Dabei sollte man letzteres
im Allgemeinen eher meiden (Störungen/Klingeln). Die Übergänge zwischen
den Zuständen sind selbstverständlich kaum bis gar nicht vorhersagbar,
weil lastabhängig.
Wenn man nach diesem Bauteil sucht, erfährt man schnell, daß ein und der
selbe Aufbau mal Rauschen kann und mal nicht. Mal rauscht der MC34063
und mal tut er es nicht. Manchmal ist es auch lastabhängig. Und dann
wiederum ist die selbe Schaltung mit einem anderen Reglerchip
rauschfrei, weil die Art der Regelschleife intern anders berchnet wird.
Wieder ein Beispiel warum Details im Problemfall so enorm wichtig sind.
Falk Brunner schrieb:> @ Doofus (Gast)>>>>Wieso sollte man unabhängig von dem PWM und dem ADC Wert regeln?>>Ja ist das denn so schwer zu verstehen?> Weil der Satz keinen Sinn ergibt. Eine Regelung muss immer einen> Sollwert erfassen, das man man oft mit dem ADC.
Du meinst sicher: einen Istwert erfassen.
>>>Er hat eine Spule und über die Hysterese hat er einen 2-Punkt-Regler>>implementiert.> Woher weißt du das?
Weil er oben sagt, daß er weder ADC noch PWM für seine Regelung benutzt.
Also kann er nur die Hysterese seines Spulenkerns benutzen.
>>Dieser erzeugt einen Dutycycle von 20kHz> Ein Tastverhältnis (neudeutsch dyty cycle) wird in % oder als Zahl> zwischen 0-1 angegeben, nie als Frequenz.
Weil er oben schreibt, daß er keine PWM benutzt und auch nicht die
Frequenz meint, sondern das Tastverhältnis.
>>Daraus ergibt>>sich eine Faltung in den hörbaren Bereich, weil die Spule kein idealer>>Trafo ist,> Was hat ein Trafo hier zu suchen?
Ist noch zu früh. Den ersten Satz kann man mit etwas gutem Willen aber
verstehen.
>> sondern Verluste besitzt, weswegen sie schwingt. Das hört er.> Jain. Falsche Erklärung, trotzdem fast richtiges Ergebnis.
SCNR ;)
> Regelung mit MSP430 wird unabhängig von ADC und> PWM mit diesen geregelt.
Also eine Regelung wird unabhängig von ADC und PWM mit ADC und PWM
geregelt??? Wie jetzt : entweder unabhängig oder mit diesen.
Nein im Ernst jetzt, es scheint wohl so zu sein daß mit "unabhängig"
gemeint ist, daß die Komponenten zwar zusammenarbeiten aber nicht
synchron, sondern mit unterschiedlichen Frequenzen. Man muß da jetzt
nicht drauf rumreiten. Vor meinem ersten Kaffee klappt es bei mir auch
nicht immer mit dem Sätze bilden. Hauptsache es wird mal klargestellt
was es denn nun genau werden soll.
Wenn es eine Art Schaltregler sein soll, könnte es sein daß die Spule im
lückenden Betrieb läuft. Frequenz und/oder Induktivität erhöhen wäre
dann aussichtsreich. Das senkt den Ripple, so daß die Täler vom
Stromverlauf nicht mehr so leicht an die Nulllinie kommen. Für einen
Motor wären 20 kHz schon recht viel. Da würde ich anderes versuchen.
