Hallo, ich habe ein mechanisches System vorliegen, das stabilisiert werden muss. Es weisst mechanische Resonanzen auf und hat daher eine harte Obergrenze für den unity-gain. Für einen konstanten Sollwert funktioniert das System bereits perfekt. Ein weiteres Ziel ist es, den Sollwert schnell ändern zu können. Die zur Reduktion des gains in der Nähe der Resonanz notwendige Tiefpasscharakteristik limitiert dies natürlich. Ich habe mir überlegt, eine Nichtlinearität bei einer Großen Abweichung vom Sollwert einzuführen: bspw zwei in entgegengesetzte Richtungen gepolte Zehnerdioden parallel zum Eingangswiderstand des Integralreglers => Nur wenn die Regelabweichung sehr groß wird, steigt die Verstärkung an... Kann das funktionieren, oder wird es prinzipiell immer Schwingen, sobald die Regelabweichung einmal groß genug war? Wie heißt so ein Regler? Wo finde ich Informationen dazu? Tipps/Literatur/Hinweise??? Viele Grüße, Horst
Reglungstechnik war jetzt nicht mein Fach, aber macht nicht der D Anteil bei einem PID sowas?
Sofern sich das System nicht so sehr ändert, kann sehr gut zusätzlich zur Regelung schon einmal die für die Änderung des Sollwertes zu erwartenden Steuerwerte mit dazu genommen werden. Der Regler muss dann nur noch die Fehler bei der Schätzung ausgleichen. Das macht den Regler im Prinzip nicht schneller, aber die Amplitude der Abweichungen bleibt kleiner. Wenn die Resonanzen gut bekannt und konstant sind, könnte man die auch direkt kompensieren. Gibt dann halt mehr als die üblichen 3 Parameter vom PID. Wenn die Stellglieder zeitweise in die Sättigung gehen, kann es lohne anti-Windup zu integrieren, also das Integralglied zu begrenzen.
Danke dir, Ulrich! "Wenn die Resonanzen gut bekannt und konstant sind, könnte man die auch direkt kompensieren. Gibt dann halt mehr als die üblichen 3 Parameter vom PID." Kannst du das bitte näher erläutern? Meinst du, die Resonanz durch einen Notchfilter rauszudämpfen? Muss der Notch filter genau die umgekehrten Eigenschaften, wie die Resonanz haben (Güte, Überhöhung,...)? Ich wollte die von dir genannte Feedforward-Methode vermeiden, da ich Angst vor zusätzlichem hochfrequentem noise habe - In meinem System muss ich nach allen Tiefpässen an die Piezoverstärker und der aufgeprägte noise wäre Prinzipbedingt nicht mehr rauszuregeln.
Das Feed forward macht die Rauschunterdrückung nicht schlechter, sondern reduziert einfach nur die Abweichung, die der Regler ausbügeln muss. Die eigentliche Regelung kann davon unberührt bleiben. Die Kompensation der Resonanzen muss nicht zu 100% exakt sein. Es geht vor allem darum mit der Phase im erlaubten Bereich zu bleiben und oder die Verstärkung im kritischen Bereich nicht zu groß wird. Je höher die Güter der Resonanzen, desto schwieriger wird es aber - vor allem wenn die Resonanzen etwa mit der Temperatur verschieben. Da wäre es ggf. Hilfreich die Güte der Resonanzen ggf. mechanisch etwas zu reduzieren - mechanische Resonanzen haben ja oft eine recht hohe Güte, die ggf. mit analoger Elektronik kaum nachzubilden ist. Bei einem so komplizierten System wird man auch kaum um eine Simulation herumkommen.
Vielen Dank, dann probiere ich es doch erstmal so... VG Horst
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