Hallo zusammen,
ich hoffe, dass mir jemand hier weiterhelfen kann.
folgendes Problem:
Es soll der Stromregler (PI) mithilfe Arduino Due eines Magnetventil
gesteuert werden. Zuerst habe ich einen Stromsprung (mittels PWM)
aufgegeben. Hier gab es die Vorgabe, die Regelstrecke als PT1-Glied
(siehe Anhang) zu approximieren.
Jetzt das Problem ist die meisten Verfahren zur Einstellung der
Regelparameter beruhen auf den Werten Tg und Tu. Diese kann ich jedoch
bei meinem PT1-Glied nicht ermitteln, da es ja keine Wendetangente und
keine Totzeit gibt.
Ich würde dir gerne mehr helfen, mir fehlt nur gerade Zeit.
Symmetrisches Optimum ist was du brauchst. Ob das hier
http://www.sinus-engineering.de/know-how/symmetrischesoptimum/
hilft, weiß ich nicht. Aber wenn du bis zum WE Zeit hast, kann ich dir
sicher mehr helfen.
VG
Cherif schrieb:> Diese kann ich jedoch bei meinem PT1-Glied nicht ermitteln, da es ja> keine Wendetangente und keine Totzeit gibt.
Bode Diagramm des offenen Regelkreises. Anhand der Sprungantwort kannst
du die Zeitkonstante des Systems ermitteln und hast entsprechend die
Ü-Funktion der Strecke.
Du hast deinen PI Regler, dessen P und I Anteil du bestimmen sollst.
Du kannst die Ü-Funktionen der Strecke und des Reglers multiplizieren,
was anschließend ein System 2. Ordnung wird.
Bringst du dieses System in die Normalform, kannst du durch Vorgabe der
Null- und Polstellen (so, dass das Bode Diagramm deinen Wünschen
entspricht) für ein System 2. Ordnung mittels Koeffizientenvergleich den
P und I Anteil berechnen.
Gruß,
Voraussetzung für dieses Verfahren:
Du kennst die Grundlagen der Regelungstechnik und bist fit im Formel
Umstellen.
Alternatives Verfahren: Wurzelortskurvenverfahen
> Magnetventil
Ein lineares Magnetventil ? Auf Position ?
per PWM ?
Zu Magnetventilen ist zu sagen, dass die Induktivitaet aendert, wenn das
Eisen eingezogen wird.
PT1-Gleider sind asymptotisch stabil. Die Zeitkonstante kannst du aus
der Sprungantwort bestimmen.
Mit einem reinen P-Regler erhält man stationäre Genauigkeit für Kp gegen
unendlich.
Mit PI wird das geregelte System schwingungsfähig. Hier ist der Ansatz
nach Al3ko empfehlenswert.
Cherif schrieb:> Hier gab es die Vorgabe, die Regelstrecke als PT1-Glied> (siehe Anhang) zu approximieren
Die Aufgabe war doch, eine PT1-Identifikation der Strecke zu finden.
Warum willst du denn jetzt eine eine Wendetangente für
PT2-Identifikation. Ist schon klar, für die Reglerberechnung, aber das
funktioniert bei deiner Messkurve nicht. Optisch ist das ein reines
PT1-Glied. Die 2. Zeitkonstante findest du so nie, sie ist eben sehr
viel kleiner als die 1. Zeitkonstante.
Für die Reglerberechnung musst du sie schätzen und bei der praktischen
Ausführung empirisch ermitteln. Das ist dann recht einfach, weil damit
nur die Dämpfung beeinflusst wird. Das sieht man dann direkt am
Überschwinger der Sprungantwort.
So, ich habe mal meine unterlagen durchgesehen und festgestellt, dass
ich für einen PI-Regler an einer PT1-Strecke kein Patentrezept habe. Tut
mir leid, wenn du extra auf mich gewartet hast.
Aber ich habe mal etwas rumsimuliert. Folgende Annahmen:
Kstrecke = 0,5
Tstrecke = 0,07s
Kregler = 3
Tn = 0,07
Tv = 0,04
Leider fehlen insgesamt noch einige Infos, z. B. der Ausgangsbereich
deines Reglers und der Eingangsbereich deiner Strecke. Wie groß war der
Sprung am Streckeneingang oben (welche Einheit?) etc.
So aus blauem Dunst heraus kann der P-Anteil groß werden (wenn der
Reglerausgang "viel" liefern kann. Der I-Anteil und die Wahl der Zeiten
scheinen unkritisch und hängen fast nur davon ab, wie schnell der Strom
auf dem Endwert sein soll.
Aber beser wird's erst mit mehr Infos.
Das ist so primitiv. T63 ablesen—> pt1 identifiziert. Schon ist der
Zählerterm vom Regler klar. Kp iterativ oder durch inverse Laplace Trafo
zur Üschwingweite bestimmen. Sache von 15min.
Felix schrieb:> Leider fehlen insgesamt noch einige Infos, z. B. der Ausgangsbereich> deines Reglers und der Eingangsbereich deiner Strecke. Wie groß war der> Sprung am Streckeneingang oben (welche Einheit?) etc.
Also das PI-regler regelt das Strom mithilfe einen MOSFET dh. als
Ausgang des Reglers ist ein PWM mit 8 Bit Auflösung und 1Kh Frequenz und
als Eingang wurde das Signal abgetastet Mittels ADC - 12 Bit(was
entspricht von 0 Ampere bis 3.6 Ampere). die werte vom Sollwert und
Istwert werden im Programme umgerechnet .
auf die Y-Axe ist Strom mit Ampere und auf x-Axe ist zeit mit sec und
für Sprungantwort habe als Sollwert 0.5 Ampere gegeben.
ich habe die Zeitkonstante berechnet (s. Anhang) vom Anfang bis 63% von
Sollwert
T= 0.2678-0.2122 = 0.0556 sec
Felix schrieb:> Kregler = 3> Tn = 0,07> Tv = 0,04
kannst du mir bitte kurz erklären wie hast du das berechnet
Danke für deine Antwort
Al3ko -. schrieb:> Du kannst die Ü-Funktionen der Strecke und des Reglers multiplizieren,> was anschließend ein System 2. Ordnung wird.
ich habe die Zeitkonstante und Verstärkung von Sprungantwort ermittelt
T= 0.2678-0.2122 = 0.0556 sec
K = 0.5 Amper
und genau wie du gesagt hast hab die Ü-Funktionen der Strecke und des
Reglers multiplizieren,was anschließend ein System 2. Ordnung wird.
Strecke:
G_S = 0,5/(1+0.0556*s)
PI-Regler:
G_R = K_P*(1+1/(TN*s)) = K_P/T_N * 1/s * (1+TN*s)
mithilfe Kompensationsverfahren
(1+TN*s) = (1+0.0556*s)
T_N = 0.0556 sec
Damit hat man den Faktor (1+0.0556*s) im Nenner kompensiert.
Gesamtübertragungsfunktion des offenen Regelkreises ist:
G(s) = G_R*G_S = K_P/T_N *0,5 /s
aber ich komm nicht klar mit Bode Diagramm
kannst du mit bitte weiter helfen
Zunächst zum "wie":
RegCSharp von hier benutzt:
http://www.joergbayerlein.de/?page_id=154
Dann habe ich den PI-Regler und die Strecke designed. Gegebene Werte der
Strecke sind (sofern ich deine Infos richtig deute)
Tn = 0,0556s
Kn = 1
Für den Regler habe ich eine der Zeitkonstanten wie die der Strecke zur
Kompensation gewählt. Für die zweite Zeitkonstante scheint es keine
Regel zu geben, da die Wahl auf die Kurvenform nahezu keinen Einfluss
hat. Aber wenn jemand etwas mehr dazu weiß, ich lerne gerne dazu.
Das Kr kannst du jetzt wählen. Hierfür gilt, dass der Reglerausgang bei
größtmöglichem Eingangssprung nicht in die Begrenzung gehen sollte, weil
der I-Anteil sonst zu einer längeren Zeit bis zum Erreichen des
Endwertes führt.
Beispiel:
maximaler Reglerausgang 3,6A -> bei einem Sprung auf 3,6A und einer
Begrenzung auf 3,6A darf Kr nur 1 sein.
Wie zu sehen, ist es insgesamt wichtig, dass alle infos angegeben
werden. Hierzu gehört auch, wie groß und welche Einheit der
Reglereingang hat (V oder A, Bereich), der Reglerausgang sowie der
Streckenausgang. Das fehlt leider noch.
Sprungantwort.png
(74 KB)
