Diskretisierung in Regelstrecke

[Phil (Gast)]

Hallo,

ich kämpfe hier gerade mit einer Diskretisierung in einer Regelstrecke.
Ich bin mir nicht sicher, wie ich damit umgehen soll. Vielleicht kann 
mir jemand etwas helfen!?


In den analogen Regelkreis in Abbildung a) soll ein DSP mit ADC und DAC 
integriert werden, wie in Abbildung b) zu sehen ist.
Vorerst wird kein signal processing mit dem DSP gemacht, sondern 
lediglich das Signal durchgeschliffen.

Die Samplerate (800kHz) ist im Vergleich zu der Regelbandbreite (1kHz) 
sehr hoch. Die gesamte Totzeit durch adc-->DSP-->dac liegt bei 6us.
Phasenreserve verliere ich demnach bei der Regelbandbreite nur ca. 2,2°.

ADC und DAC haben 16 bit. Amplitudendiskretisierung ist vermutlich zu 
vernachlässigen bei einem Spannungshub von 5V am ADC/DAC?  <-- kann mir 
jemand zu diesem Punkt Informationen geben?

Die Zusätzliche Verstärkung kann ich in der Übertragungsfunktion von 
F¯(s) berücksichtigen.

Was mache ich mit dem zusätzlichen Filter? Es hat die gleiche 
Eckfrequenz wie das erste Filter F(s).

Kann ich hier wirklich die Amplituden- und Zeitquantisierung 
vernachlässigen? Für meinen Prof müsste ich das etwas detaillierter 
begründen. Kann mir jemand Literatur/Quellen nennen, aus denen das 
hervorgeht? Ich habe schon gesucht und bin mir sehr unsicher auf diesem 
Gebiet.

Vielen Dank

[aSma>> (Gast)]

> Die Samplerate (800kHz) ist im Vergleich zu der Regelbandbreite (1kHz)
> sehr hoch. Die gesamte Totzeit durch adc-->DSP-->dac liegt bei 6us.
> Phasenreserve verliere ich demnach bei der Regelbandbreite nur ca. 2,2°.

Welcher Sensor?
Die 6µs sind vernachlässigbar zu 1khz Regelfreq. Da würde ich über keine 
Formeln nachdenken.

> ADC und DAC haben 16 bit. Amplitudendiskretisierung ist vermutlich zu
> vernachlässigen bei einem Spannungshub von 5V am ADC/DAC?  <-- kann mir
> jemand zu diesem Punkt Informationen geben?

Eine Spannung kann nur quantisiert im µC verarbeitet werden. Durch einen 
Dreisatz kannst du die tatsächliche Spannung bestimmen.

> Was mache ich mit dem zusätzlichen Filter? Es hat die gleiche
> Eckfrequenz wie das erste Filter F(s).

Kann man nur raten, da der Sensor unbekannt ist. Vermutlich, da du sagst 
es soll ein analoger Regler sein mit OPV?, musst du den Filter so 
erstellen, dass die 800khz vom ADC auf 1khz begrenzt. Du wirst das 
Rauschen schon merken (Netzfrequenz) und den Tiefpassfilter noch tiefer 
ansetzen.

> Kann ich hier wirklich die Amplituden- und Zeitquantisierung
> vernachlässigen? Für meinen Prof müsste ich das etwas detaillierter
> begründen. Kann mir jemand Literatur/Quellen nennen, aus denen das
> hervorgeht? Ich habe schon gesucht und bin mir sehr unsicher auf diesem
> Gebiet.

Wie genau soll die Regelung sein? Wie groß ist der Fehler des Sensors? 
Anfach Datenblätter lesen. Das ist die beste Begründung. Zur 
Zeitquantisierung siehe oben.

[Phil (Gast)]

Danke, das sind schon ein paar gute Hinweise.
Muss ich erstmal drüber nachdenken und Datenblätter recherchieren.

[Alexander (Gast)]

Hi Phil,
irgendwie finde ich deinen Text ein wenig verwirrend.
Phil schrieb:
> ich kämpfe hier gerade mit einer Diskretisierung in einer Regelstrecke.
> Ich bin mir nicht sicher, wie ich damit umgehen soll. Vielleicht kann
> mir jemand etwas helfen!?
Eigentlich ist es gar nicht so schwer. Hast du die Übertragungsfunktion 
des analogen Systems bereits?

> In den analogen Regelkreis in Abbildung a) soll ein DSP mit ADC und DAC
> integriert werden, wie in Abbildung b) zu sehen ist.
> Vorerst wird kein signal processing mit dem DSP gemacht, sondern
> lediglich das Signal durchgeschliffen.
Damit willst du sicherlich ausdrücken, dass keine Verzögerung durchs 
Rechnen entsteht, richtig?
> Die Samplerate (800kHz) ist im Vergleich zu der Regelbandbreite (1kHz)
> sehr hoch. Die gesamte Totzeit durch adc-->DSP-->dac liegt bei 6us.
> Phasenreserve verliere ich demnach bei der Regelbandbreite nur ca. 2,2°.
Wer hat die Samplerate so hoch gewählt? Sieht ein wenig nach Overkill 
aus. Was für ein System regelst du: Spezifikationen?
> ADC und DAC haben 16 bit. Amplitudendiskretisierung ist vermutlich zu
> vernachlässigen bei einem Spannungshub von 5V am ADC/DAC?  <-- kann mir
> jemand zu diesem Punkt Informationen geben?
Das ist eine einfache Skalierung. 5V entsprechen dem Wert 2^16-1, 0V 
entsprechend 0. Dazwischen verhält es sich linear.
> Die Zusätzliche Verstärkung kann ich in der Übertragungsfunktion von
> F¯(s) berücksichtigen.
Was ist ne zusätzliche Verstärkung?
> Was mache ich mit dem zusätzlichen Filter? Es hat die gleiche
> Eckfrequenz wie das erste Filter F(s).
Was?
> Kann ich hier wirklich die Amplituden- und Zeitquantisierung
> vernachlässigen? Für meinen Prof müsste ich das etwas detaillierter
> begründen. Kann mir jemand Literatur/Quellen nennen, aus denen das
> hervorgeht? Ich habe schon gesucht und bin mir sehr unsicher auf diesem
> Gebiet.
Auch nach mehrmaligen Durchlesen deines Textes bin ich nicht schlauer. 
So kann ich leider nicht gezielt helfen.

[Phil (Gast)]

Vielen Dank erstmal fürs Feedback.

Ich lese mich gerade etwas ins Thema ein, recherchiere genauer die Specs 
und versuche dann noch einmal etwas konkreter und übersichtlicher Fragen 
zu stellen.

Grüße

[klick klack (Gast)]

Irgendwie passen für mich 6us Totzeit und 800kHz Abtastrate nicht 
zusammen. Warum mit 800kHz abtasten, wenn es eh 6us dauert bis was 
passiert ? Welcher ADC - DSP -DAC ?