Simulink DC-Motor Kaskadenregelung/Leistungen

cbow Gast #3646318
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Hallo
Ich bin dabei einen Permanenterregten Gleichstrommotor in Simulink zu 
simulieren.

Meine erste Grundlegende Frage ist, ob eine Kaskadenregelung dafür 
notwendig ist.
Bislang habe ich einen PID-Regler, der mir die Drehzahlabweichung in 
eine Spannung umwandelt.
Reicht das für eine angemessene Regelung?


Desweiteren komm ich gerade durcheinander mit den Leistungen.
Unzwar möchte ich, wie üblich, in der gui die elektrische 
Bemessungs-Motorleistung angeben.

Rauskommen soll mechanische Leistung, also die angegebene 
Bemessungsleistung abzüglich der Verluste.
Wenn man sich meinen Signalflussplan der DC-Maschine anschaut, kommt die 
elektr. Bemessungsleistung nirgends vor.
Frage ist also, wie integriere ich die, vom Benutzer angegebene, 
Bemessungsleistung in meinen Signalflussplan?
Oder ist mein Plan fehlerhaft?

Danke

MfG
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Olaf Gast #3646473
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> Meine erste Grundlegende Frage ist, ob eine Kaskadenregelung
> dafür notwendig ist.

Und meine erste Frage waere warum du einen Motor regeln willst. Niemand 
will eigentlich einen Motor regeln. Alle wollen immer einen Motor regeln 
der auch irgendwas antreibt. .-)

> Reicht das für eine angemessene Regelung?

Das kommt drauf an. :-D

Ich denke das ein PID vollkommen ausreicht. Aber kannst du dehn denn 
dimensionieren? Glaubst du das dein Modell einer realen Strecke gut 
genug ist? Wenn das der Fall und deine Simulation gut laeuft dann hast 
du doch sicherlich keine Bedenken das es in der Praxis auch 
funktioniert.

Im realen Leben ist aber ein Kaskadenregler klueger weil er die Probleme 
in kleine Haeppchen aufteilt die sich einzeln besser beherschen lassen.

Ausserdem kann man dann auch geziehlt auf einzelne Parameter eingehen. 
So koenntest du z.B dann das Drehmoment begrenzen.

> Stichwort Normierung?

Wo sticht dich das Wort und warum?

Wenn schon wuerde ich mir eher Gedanken machen um das Wort 
"linearisierung". Besonders dann wenn an deinem Motor eine Mechanik mit 
Spiel angebracht.

Olaf
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cbow Gast #3646587
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Danke schonmal!
Ich versuche mich gerade an der Kaskadenregelung.
Das heißt ich habe einen Drehzahlregler (äußerer Regelkreis) und einen 
Stromregler (innerer RK).

Der Motor treibt ein Fahrzeug an. Sollwertgeber ist ein Fahrzyklus, also 
Sollgeschwindigkeit, die ich direkt in eine Sollkreisfrequenz umrechnen 
kann.

Schaut euch bitte mal meinen Regelkreis an. Haut das hin mit den 
Einheiten? bzw. macht das Sinn?

Ich finds noch sehr schwierig das ganze mit zwei Reglern gedanklich 
nachzuvollziehen.

Danke!

MfG
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Stefan H. #3646777
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Hallo cbow,

das ganze sieht so in Ordnung aus.
Du kannst bei einem Kaskadenregler in jeder Regelschleife auch 
einfachere Reglerstrukturen verwenden.

Für den inneren Stromregelkreis reicht ein PI-Regler völlig aus.

Zum Einstellen klemmst du erst einmal i(t)_A ab und klemmst stattdessen 
einen Einheitsprung an. Dann plottest Du Dir i_ist und schaust, dass der 
Sprung gut ausgeregelt wird. Üblicherweise neigt man dazu, in 
Simulationen den Regler aggressiver einzustellen als es in Realität 
möglich ist.

Dann den PID anklemmen, und alles erstmal auf 0 setzen.
Dann P bis zur Stabilitätsgrenze aufrehen (Dauerschwingung). Von diesem 
Wert wieder 15-20% abziehen.
Dann D aufdrehen bis es nur noch 2-3 Überschwinger gibt.
Später noch I aufdrehen damit die bleibende Regelabweichung weggeht.

Stefan
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Frager Gast #3646915
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Warum nimmst du nicht für die Gleichstrommaschiene ein P-T1 Glied an? 
Dann kannst du leicht die Kaskadenstruktur aufbauen. Strom/Momentreger 
wird überlagert vom Drehzahlreger und dem ist widerrum die 
Positionsregelung überlagert. Muss dir natürlich überlegen wie man z. B 
einen Stromrichter nachbilden kann..
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Frager Gast #3646922
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Frager schrieb:
> Warum nimmst du nicht für die Gleichstrommaschiene ein P-T1 Glied
> an?
> Dann kannst du leicht die Kaskadenstruktur aufbauen. Strom/Momentreger
> wird überlagert vom Drehzahlreger und dem ist widerrum die
> Positionsregelung überlagert. Muss dir natürlich überlegen wie man z. B
> einen Stromrichter nachbilden kann..

Natürlich könnte man auch die gesamte unterlagerte Regelung dann wieder 
approximieren.
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