Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe bei Kaskadenregelung


von Schor (Gast)


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Hallo zusammen,
 ich brauch eine wenig Hilfe bei der Verwirklichung einer 
Kaskadenregelung.

Folgende Ausgangslage:
 Ich möchte einen DC Motor mittels einer Drehzahl - Drehmoment Kaskade 
Regeln.
 Also es soll unter anderem eine Drehomomentbegrenzung vorhanden sein.
 Dabei wird das Drehmoment nicht klassisch über den Strom ermittelt, 
sondern über einen externen Sensor. Dieser liefert mir dann eine 
Spannung zwischen 0 und 5V
 Als Hardware kommt ein Arduino mit H-Brücke zum Einsatz. Drehzahl wird 
also über PWM geregelt.

Jetzt brauch ich etwas Hilfe bei den Übertragungsgliedern.
 Im Grunde sieht das ganze ja ungefähr so aus (ohne Lageregelung).: 
http://www.mikrocontroller.net/attac...861/segway.PNG
Nur mit diesem Regelkreis kann ich irgendwie nicht viel anfangen. Weil 
ich mir die Kaskadenregelung immer so 
vorstelle:http://de.wikipedia.org/wiki/Kaskade...regelkreis.png
 Also der rote Teil ist mein Drehmomentregler, der blaue mein 
Drehzahlregler.

Die Übertragungsfunktion des Motors samt H-Brücke habe ich ermittelt. 
Das müsste ja das grüne PT1-Glied sein. (Einfach einen Spannungs-Sprung 
auf den Motor gelegt, und Drehzahl gemessen)

Jetzt brauch ich das rote PT1-Glied. Da bin ich mir nicht so sicher wie 
ich das ermitteln soll. Ich habe mir das so überlegt:
 "Ich spann die Welle fest, gebe einen Sprung (bestimmte Spannung) auf 
den Motor und Messe das Signal des Drehmomentsensors."

Desweiteren habe ich die Übertragungsfunktion des Drehmomentsensor auch 
ermittelt. (Motor mit konstanter Drehzahl drehen lassen, dann gegen 
Anschlag gefahren)
 Diese Übertragungsfunktion müsste ja in die Rückführung des inneren 
Drehmoentregelkreises. Jedoch weiß ich nicht ob ich das überhaupt 
brauche.

So jetzt zur Reglerauslegung:
 Ich brauche doch das rote und das grüne PT1-Glied um meine Regler 
auszulegen mit z.B. Chien, Hrone und Reswick.
 Bei Kaskadenregelung geht man ja von innen nach außen vor. Folgende 
Schritte würde ich verfolgen:
 1) Drehmomentregler auslegen
 2) Inneren Regelkreis "vereinfachen" (ergibt Übertragungsfunktion)
 3) Übertragungsfunktion (vom inneren Regelkreis) mit 
Übertragungsfunktion vom Motor zusammenfassen
 4) Drehzahlregler auslegen


Ich hoffe ihr könnt mir helfen meine wilden Theorien zu bestätigen bzw 
zu widerlegen.
 Ich kann mir nämlich noch gar nicht vorstellen wie ich das in Code 
umwandeln soll.

Grüßle

von Schor (Gast)


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