Hallo Leute, vll. kann mir einer weiter helfen: Immer wieder lese ich, das für gewisse Anwendungen eine SCHNELLE Regelung notwendig ist. Was heißt hier eig. schnell ? Schnell ist doch relativ, oder ? Weiterhin ist mit einer schnellen Regelung die Hardware zu teuer, warum das? Vielen dank für eure Antworten.
Hallo Josef, ja, "schnell" ist relativ. Eine wirkliche Definition gibts dafür nicht. Warum die HW teurer wird, kann man ohne Systemkenntnisse schlecht sagen. Eine Möglichkeit wäre, dass bei höherer Stellgeschwindigkeit größere Beschleunigungskräfte aufgewandt werden müssen, wodurch eine höhere Leistung und damit leistungsstärkere Bauteile notwendig sind. Eine andere Möglichkeit wäre, schnellere Bauteile (Controller, Operationsverstärker, etc) zu benutzen, um die notwendigen Berechnungen ausreichend schnell hinzukriegen. Schnellere Bauteile wären dann wieder teurer! Hoffe, geholfen zu haben! Robert
Josef schrieb: > Was heißt hier eig. schnell ? Schnell ist doch relativ, oder ? Genau. Das muss man dann im jeweiligen Kontext sehen. > Weiterhin ist mit einer schnellen Regelung die Hardware zu teuer, warum > das? Diese Aussage ist so generell ("Hardware zu teuer") definitiv falsch.
Josef schrieb: > Immer wieder lese ich, das für gewisse Anwendungen eine SCHNELLE > Regelung notwendig ist. > > Was heißt hier eig. schnell ? Mal stark vereinfacht und nur meine Sicht: In einem Regelkreis hast du einen Regler, eine Regelstrecke und eine Rückführung der Regelgröße (Streckenausgang) auf den Reglereingang. Damit das Gebilde stabil ist, muss ein gewisses Zeit- bzw. Frequenzverhalten vorliegen (Abfall der Schleifenverstärkung mit der Frequenz). Dieses Verhalten kann vom Regler erzeugt werden, der dann aber das Gesamtverhalten verlangsamt, weil er ja viel langsamer als die Strecke sein muss. Oder man macht den Regler extrem schnell (im Verhältnis zur Strecke) und nutzt zur Einstellung des Frequenzverhaltens die Eigenschaften der Strecke. Dann wird die Reaktionsgeschwindigkeit nicht künstlich reduziert.
In vielen (Nichtlinearen) Systemen nimmt die Komplexitaet mit steigender Geschwindigkeit zu. Dies weil gewisse stabile Subprozess auf der Zeitskala des langsamen Reglers bereits abgeklungen sind. Moechte man die auch beruecksichtigen, muss man sie erst mal messen koennen, modellieren & parametrisieren. Und dann muss das Stellglied das auch noch koennen. Als Beispiel nehmen wir eine Heizungsregelung, mit mehreren Zeitkonstanten. Die schnellen Zeitkonstanten kann ich vernachlaessigen wenn ich einen langsamen Integrator laufen lasse und eine Einschwingzeit vergehen lasse. Um die schnellen Zeitkonstanten zu Beruecksichtigen brauche ich wahrscheinlich zusaetzliche Sensoren, die erst mal am Prozess platziert werden muessen, sofern die Groesse denn ueberhaupt messbar ist. Falls die Groesse nicht messbar ist, kann man sie modellieren, das nennt man dann Beobachter. Anstelle eines PID Reglers, an dem man ein Bisschen rumschraubt, ist so schnell mal eine Woche weg.
Hallo Leute, anbei würde ich auch gerne wissen, was Ihr unter leistungsfähiger Regelungshardware - und Software versteht? Was heißt Leistungsfähig ? Was für eine genauer hardware? Was für Software? Vielen Dank.
@Josef (Gast) >Was heißt hier eig. schnell ? Schnell ist doch relativ, oder ? Ja, schnell in Relation zu den verschiedenen Zeitkonstanten einer komplexeren Regelstrecke. Klassisches Beispiel ist die Kaskadenregelung von Motoren. Die kleinste Zeitkonstante haben die Motorwicklungen, irgendwas im Bereich von Mikrosekunden. Darum ist die Stromregelung eines Motors immer die schnellste, innere Regleschleife. Deutlich träger sprich langsamer ist die Drehzahl, dort hängt ja auch ordentlich Massenträgheit dran, da geht es eher um Millisekunden. Also greift dort die Drehzahlregelung. Noch langsamer ist dann die Positionsregelung (denn die Position ist das Integral der Drehzahl), beispielsweise beim Kopf eines Scanners, Tintenstrahldruckers etc. Da geht es eher um Dutzende und mehr Millisekunden. Wenn man das NICHT mit einer Kaskadenregelung machen würde, wäre der Regler sehr langsam (nämlich so langsam wie die größte Zeitkonstante) und sehr undynamisch. http://de.wikipedia.org/wiki/Kaskadenregelung http://elm-chan.org/works/smc/report_e.html >Weiterhin ist mit einer schnellen Regelung die Hardware zu teuer, Diese allgemeine, aus dem Zusammenhang gerissene Aussage ist schlicht unbrauchbar.
@ Student (Gast) >anbei würde ich auch gerne wissen, was Ihr unter leistungsfähiger >Regelungshardware - und Software versteht? Eben solche, die ordentlich was leisten kann. Ein einfacher OPV reicht sicher für ne einfache Heizungsreglung, für eine hochdynamische Motorregelung sicher nicht. >Was heißt Leistungsfähig ? Hohe Bandbreite (Geschwindigkeit), kleine Reaktionszeiten, hohe Genauigkeit, Flexibilität, Robustheit. >Was für Software? Solche, welche auf Mikrocontrollern läuft und damit eine volldigitale Regelung ermöglicht. Wenn diese relativ wenig CPU-Leistung benötigt und damit Reserven hat bzw. noch andere Funktionen auf der CPU laufen können, dann ist das leistungsfähig. Wo einige Leute unbedingt einen 200MHz, 32Bit ARM Prozessor brauchen, weil sie faul oder unfähig sind die Software leistungsfähig zu gestalten, reicht anderen Leuten ein kleiner 8 Bit Prozessor.
Ein analoger Regler ist nicht unbedingt langsam. Es war sogar eher so, dass digitale Regler früher mal eher langsamer waren. Heute gibt es aber auch sehr schnelle digitale Regler. Analoge Regler sind eher schwer für sehr langsame Prozesse mit Zeitkonstanten über einigen 10 Sekunden. Teuer wird ein schnelle Regler Hardware nur wenn es auch absolut schnell wird, also etwa digital mit unter 1-10 µs Reaktionszeit oder analog über etwa 10 MHz Bandbreite. Wenn man einen langsamen Prozess relativ schnell regeln will wird der Abgleich und die Auswahl des Reglers zunehmend schwieriger (es muss genauer sein, ggf. reicht einfach PID nicht mehr) und langwieriger (besonders für wirklich langsame Prozesse). Das ist dann die Anpassung des Reglers teuer, nicht so die Hardware, auch wenn es da hilft wenn die Hardware zusätzliche Funktionen (mehr oder weniger automatische Abgleich, ggf. zusammen mit externem PC) hat. Kaskadenregler nutzt man nicht nur wegen der Geschwindigkeit, sondern teils auch wegen der Linearität: das eigentliche Stellglied kann damit linearisiert werden und auch so etwas wie Backlasch kompensiert werden.
Ok, super, vielen Dank erst mal für eure Antworten. Sollte ich Fragen haben, melde ich mich. Danke !
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