Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Positionierantrieb regeln, frage an die regelungstechniker


von Dimitrie (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe mir einen Kleinmotor aufgebaut (Linearmotor), mit einem 
Fahrbereich von 0-10 mm. Dies soll ein absoluter Präzisiosantrieb 
werden. Dazu benötige ich noch die Regelung.

Nun habe ich rausgefunden, dass mein Digital-Analog-Wandler exakt 2ms 
benötigt, um einen neuen Wert zu generieren.

D.h. in der Sekunde kann ich 500 mal die Stellgröße vorgeben.

Nun meine Frage:

Reicht das aus, wenn ich quasi alle 2ms meine neu errechnete Stellgröße 
vorgebe oder muss das schneller gehen ?


Danke vorab für eure Antworten.

von FlorianL84 (Gast)


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Reicht. Viel länger sollte es aber nicht sein.

von Dimitrie (Gast)


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FlorianL84 schrieb:
> Reicht. Viel länger sollte es aber nicht sein.

Ist das die Grenze 2ms ?

von NaSuper (Gast)


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Dimitrie schrieb:
> Reicht das aus, wenn ich quasi alle 2ms meine neu errechnete Stellgröße
> vorgebe oder muss das schneller gehen ?

Kommt darauf an wie schnell deine Positionierung verfährt.

Viel interessanter für die Präzision wäre die Genauigkeit der 
Positionserfassung, sowie eine möglichst gute Spielfreiheit.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dimitrie schrieb:
> Reicht das aus, wenn ich quasi alle 2ms meine neu
> errechnete Stellgröße vorgebe oder muss das schneller gehen
> ?
Das kannst nur du wissen, denn nur du kennst die beteiligten dynamischen 
Massen. Wenn du z.B. 1to bewegen willst, dann sind 2ms viel zu schnell. 
Wenn nur ein kleiner Spiegel mit 1g bewegt werden soll, dann sind 2ms 
viel zu langsam.
Fazit: Wie sieht deine Mechanik aus und was willst du damit machen?

BTW: bitte nicht Plenken!

: Bearbeitet durch Moderator
von Dimitrie (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Fazit: Wie sieht deine Mechanik aus und was willst du damit machen?

Bewegte Masse 300 gramm, das ganze wird mittels Luftführungen 
ausgestattet.

von Dimitrie (Gast)


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NaSuper schrieb:
> Viel interessanter für die Präzision wäre die Genauigkeit der
> Positionserfassung, sowie eine möglichst gute Spielfreiheit.

Genauigkeit liegt im 100 µm-Bereich und Spielfreiheit ist gegeben durch 
die Luftlager. Die Sensoren messen mit einer Frequenz von 1kHz.

von Dimitrie (Gast)


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Ich hab leider nämlich überhaupt kein Gefühl dafür, ob das viel ist oder 
nicht.

Kenne auch keine gängigen Werte bzw. habe keine Referenz....

So vom Gefühl her dachte ich, wenn ich 500 mal in der Sekunde nachregle, 
dann wäre das gut....

von Peter (Gast)


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Du musst doch wissen wie schnell du verfahren willst, wie schnell du 
beschleunigen möchtest und wie genau du anfahren möchtest.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Stellglied sollte signifikant langsamer als die Messung sein. Sonst 
kriegt man Phasenverschiebungen. Und die Strecke sollte nochmals 
signifikant langsamer wie das Stellglied sein, sonst nennt sich die 
Verzoegerung Totzeit.

Zumindest fuer einen PI. Alle erhoehten Ansprueche erfordern einen 
besseren Regler.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dimitrie schrieb:
> Die Sensoren messen mit einer Frequenz von 1kHz.
Dann ist es sinnlos, wesentlich schneller Werte auszugeben.

Dimitrie schrieb:
> Bewegte Masse 300 gramm, das ganze wird mittels Luftführungen
> ausgestattet.
Wie schnell reagiert das gesamte System auf einen 0->10mm Sprung?

von Dimitrie (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Wie schnell reagiert das gesamte System auf einen 0->10mm Sprung?

Konnte ich noch nicht testen, da die Regelung noch fehlt.

Jetzt Nicht schrieb:
> Das Stellglied sollte signifikant langsamer als die Messung sein. Sonst
> kriegt man Phasenverschiebungen. Und die Strecke sollte nochmals
> signifikant langsamer wie das Stellglied sein, sonst nennt sich die
> Verzoegerung Totzeit.

Warum das denn ? Das versteh ich nicht so ganz...

Peter schrieb:
> Du musst doch wissen wie schnell du verfahren willst, wie schnell du
> beschleunigen möchtest und wie genau du anfahren möchtest.

5mm/s möchte ich schon das ganze bewegen.

Lothar Miller schrieb:
>> Die Sensoren messen mit einer Frequenz von 1kHz.
> Dann ist es sinnlos, wesentlich schneller Werte auszugeben.

Warum ? Weil das keinen Einfluss haben wird ?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dimitrie schrieb:
> Lothar Miller schrieb:
>> Wie schnell reagiert das gesamte System auf einen 0->10mm Sprung?
> Konnte ich noch nicht testen, da die Regelung noch fehlt.
Eine Sprungantwort misst man ohne Regler.

> Warum ? Weil das keinen Einfluss haben wird ?
Bitte nicht Plenken!
> Warum ? Weil das keinen Einfluss haben wird ?
Weil dein Sensor die Istposition gar nicht schneller erfassen kann.

> 5mm/s möchte ich schon das ganze bewegen.
Der eigentliche Knackpunkt: kann der Motor das?
Hast du schon eine Enstufe zur Motoransteuerung?
Oder noch einen Schritt zurück: wie sieht denn der gesamte Aufbau aus?

von Dimitrie (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Eine Sprungantwort misst man ohne Regler.

Das ist mir ganz neu !

Lothar Miller schrieb:
>> 5mm/s möchte ich schon das ganze bewegen.
> Der eigentliche Knackpunkt: kann der Motor das?
> Hast du schon eine Enstufe zur Motoransteuerung?
> Oder noch einen Schritt zurück

Der Motor samt Endstufe habe ich.

Es fehlt nur noch die Regelung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dimitrie schrieb:
>> Eine Sprungantwort misst man ohne Regler.
> Das ist mir ganz neu !
Du brauchst zum Bewerten und zum Beantworten deiner Frage die 
Sprungantwort deines Aktors. Und die wird mit offenem Regelkreis 
ermittelt.

> Der Motor samt Endstufe habe ich.
> Es fehlt nur noch die Regelung.
Es fehlt die Antwort auf die Frage: wie schnell ist dein Aktor?

Wenn du diese Frage nicht beantworten kannst oder willst, kommt 
bestenfalls das raus:
>>> Reicht das aus, wenn ich alle 2ms meine neu errechnete Stellgröße
>>> vorgebe oder muss das schneller gehen?
Vielleicht.

von Dimitrie (Gast)


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Sorry, also wie schnell mein motor ist hängt ja von den El. Parametern 
ab, da ist die zeitkonstante 3 ms!

Nun habt ihr alle Parameter oder ?

von Dimitrie (Gast)


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LM Eisenlos ausgeführt (Gleichstrom)

von Georg (Gast)


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Dimitrie schrieb:
> Nun habt ihr alle Parameter oder ?

Ob das reicht, hängt auch von deiner Regelungssoftware ab. Es ist nicht 
weiter schlimm, wenn während der Bewegung mit hoher Geschwindigkeit die 
Position zur Zeit x nicht genau erfasst wird, weil das ja fast keinen 
Einfluss auf die Ausgabegrösse (die Ggeschwindigkeit) hat, bei 
Annäherung an die Zielposition wird aber immer langsamer verfahren 
(Rampe), und dann reicht die Abtastrate - wenn 100µ gefordert sind, muss 
eben die Annäherung am Schluss entsprechend langsam erfolgen. Im Prinzip 
kann man auch mit sehr geringer Abtastrate hochgenau positionieren, es 
dauert nur u.U. länger.

Georg

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dimitrie schrieb:
> schnell mein motor ist hängt ja von den El. Parametern ab
Auch. Aber noch viel mehr von der Massenträgheit. Mal ein artfremdes 
aber recht ähnliches Beispiel: du kannst z.B. einen Tieftöner mit 15 
Zoll Durchmesser zwar mit einem Strom von 10kHz versorgen. Tortzdem 
wird sich die Membran nicht nennenswert bewegen, weil sie schlicht /zu 
schwer/ ist. Hast du das verstanden und kannst du es nachvollziehen?

> da ist die zeitkonstante 3 ms!
Wie lange braucht dein Motor, um die angegebene Last von 0 auf 10mm zu 
positionieren? Tatsächlich 3ms?

: Bearbeitet durch Moderator
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