Hallo!
Ich habe im Studium gerade mit Regelungstechnik begonnen und möchte
gerne mal einige Dinge in die Praxis umsetzen. Dieses ganze Regler
entwerfen, Übertragungsfunktionen bestimmen ist total abstrakt und
nirgendwo wird mal erklärt wie das Ganze dann in die Tat umgesetzt wird.
Es werden irgendwelche Laplace-Transformationen durchgeführt etc. bis
man eine Übertragungsfunktion erhält, ich habe aber dann ist in den
meisten Büchern, Videos, Skripten Ende. Dann hat man eine Tolle
Funktion, aber wie man eine reale Anwendung damit betreibt wird einem
nicht erklärt.
Darum würde ich gerne mal so etwas wirklich machen. Es kann ganz simpel
sein, wie ein Pendel oder ein Tischtennisball dessen Höhe geregelt wird
über einen Lüfter oder ähnliches.
Das einzige was mir wichtig ist, dass es vollständig ist. Also von der
Idee, über eine Skizze, Modellbildung und wie das Ganze dann Berechnet
und wirklich in die Praxis umgesetzt wird. Der komplette weg.
Kennt Jemand ein paar Projekte dieser Art die Online Dokumentiert wurden
und die man nachmachen kann? Kann auch in Englisch sein, dass würde mich
brennend interessieren !! Schreibt einfach alles was euch einfällt in
die Kommentare, auch Bücher oder sonstiges.
Danke im Voraus!!
PeachPi schrieb:> Es kann ganz simpel> sein, wie ein Pendel oder ein Tischtennisball dessen Höhe geregelt wird> über einen Lüfter oder ähnliches.
Frag deinen Professor, ob du bei ihm im Labor ein wenig unterstützen
darfst. Da hast du die Hardware meist fertig.
Gruß,
Schwebende Kugel ist ein ganz nettes Projekt. Das lässt sich auch mit
relativ wenig Aufwand realisieren. Und man kann die Reglung analog oder
digital als PD-Regler realisieren.
Danke schon mal für die Tipps. Ja mein Professor ist nicht so umgänglich
und ich fände es glaube ich auch eher fürs Wochenende interessant wenn
ich Zeit für mich habe.
Wichtig ist mir einfach ein geschlossener Regelkreis und das ich einfach
mich selbst an die Sache ranführe. Zu sehen wie werden Messwerte
aufgenommen, Wie kann man diese darstellen. Welche Schnittstellen gibt
es und wie setzt man das ganze um.
Ich habe eine Simulink Lizens, ich glaube das ist auch kompatibel mit
vielen Dingen.
PeachPi schrieb:> Wichtig ist mir einfach ein geschlossener Regelkreis und das ich einfach mich
selbst an die Sache ranführe.
Aus der Praxis heraus habe ich zwei Dinge umgesetzt, beide mit einem
Mikrocontroller: Temperaturgeregelter Lötkolben und
Konstantstromentladung von Akkus.
Der Lötkolben kann sehr anspruchsvoll werden: Keine Überschwinger beim
Hochheizen, aber maximal schnell nachführen, wenn Wärme abgenommen wird.
Ich hab's nicht um des Lernens Willens gemacht, sondern, weil ich die
Geräte brauche - sehe es einfach als Anregung aus der Praxis eines
Elektronikers.
Ach ja: Baue ein Labornetzgerät mit Strombegrenzung, rein analog, aber
nicht nach Bauanleitung - da sind schon Generationen von Bastlern dran
verreckt.
PeachPi schrieb:> Zu sehen wie werden Messwerte> aufgenommen, Wie kann man diese darstellen. Welche Schnittstellen gibt> es und wie setzt man das ganze um.
Dazu brauchst du erstmal die entsprechende Hardware, die dir die
physikalischen Größen in elektrische Signale umwandelt und entsprechend
an deinen PC weitergibt. Für einen Anfänger kann das bereits eine
Herausforderung darstellen, den Wald vor lauter Bäumen zu sehen.
Weißt du denn schon, in welche Richtung du in der Regelungstechnik gehen
möchtest? Falls Antriebstechnik, könntest du ggf. bereits mit DC/DC
Wandlern anfangen, dort gibt es sogar fertige Kits, die man kaufen kann.
Mechanische / Thermodynamische Systeme als Hobby zu regeln, halte ich
persönlich für sehr anspruchsvoll, sofern man keine kleine Werkstatt zu
Hause hat.
Vielleicht
> Ich habe eine Simulink Lizens, ich glaube das ist auch kompatibel mit> vielen Dingen.
Simulink wirst du sicherlich nicht brauchen ;)
Eine DC-Konstantstromquelle für beliebige Lasten. Z.B. vom ohmschen
Widerstand bis zum fetten Trafo mit 200 to Eisen und
Nebenschlusswicklungen - alles in unbekannter Beschaltung. Der Strom
sollte auf 20 ppm stehen.
Ein Klassiker wäre der NiboBee oder der Asuro Roboter.
Wenn du es schaffst, dass er eine vorgegebene Strecke in einer
vorgegebenen Zeit geradeaus fährt, hast du das Prinzip verstanden.
Mani W. schrieb:> Konstante Beleuchtungsstärke für den Arbeitsplatz wäre> vielleicht interessant...
Da heb ich mal ein wenig angefangen mit der Grundidee, das eine LED ja
auch ein Photoelement ist im stromlosen Zustand. Man müsste also die LED
mit PWM füttern und in den Pausen messen, was da zurück kommt.
Ist allerdings sehr geringe Priorität, so das hier zwar ein Anfang eines
AVR Programms liegt, aber noch keine richtige Hardware.
Ansonsten hat mein FU ja einen integrierten PID Regler, mit dem man im
externen Kontrollmodus mal spielen kann.
https://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR
Da Sonnenlicht und LED Licht nicht identisch sind, ist eine konstante
Beleuchtung wohl praktisch unmöglich. Man müsste hier definieren,
welches eingeschränkte Kriterium man als "konstant" betrachtet.
Baue eine Sytrecke 2. Ordnung auf. Das machst Du mit zwei RC Glieder
10k, 1ýF.
Das simuliert eine Temperaturregelung. Ein RC Glieder ist die
Verźögerung bei der
Heizung, das zweite RC Gĺieď ist Die Verzögerung des Temperatursensors.
Baue keine Modelle mit Motor, Heizungen ... auf. Verwende eiñe
Software, die Du kennst.
Ein Oszi würde auch sehr nützlich sein.
PeachPi schrieb:> Darum würde ich gerne mal so etwas wirklich machen. Es kann ganz simpel> sein, wie ein Pendel oder ein Tischtennisball dessen Höhe geregelt wird> über einen Lüfter oder ähnliches.
Es geht schon einfacher.
Motor auf Drehzahl,
oder Labornetzteilausgang auf Spannung.
Ist schon schwierig genug.
Wie gesagt: NiboBee oder Asuro.
Da hast du zwei Motoren zu regeln, die sich nicht genau gleich
verhalten, weil einer rückwärts läuft. Du hast Schlupf, nachlassende
Batterien und ggf. wechselnden Untergrund. Da hast du genug
Herausforderungen in einem kompakten Modell.
Wenn die Regelung läuft, kannst du Hinderniserkennung hinzufügen, dann
wird nochmal komplexer. Zum Beispiel: Mache während einer Kurvenfahrt
einen Stopp, ohne dass sich die Ausrichtung des Fahrzeuges ändert. Die
Räder dürfen also nicht durchrutschen.
Die Materialien des NiboBee und Asuro sind ausreichend un-perfekt, um
all solche Szenarien durch zu spielen und doch gut genug, um die
Probleme in Software lösen zu können.
@PeachPi:
Ich habe gerade etwas in der Richtung angefangen:
Eine präzise Temperaturregelung für meine "Bierbrauanlage". Das ist im
wesentlichen ein Einkochtopf/Glühweinkocher mit einem einfachen
Thermostat mit viel zu großer Hysterese.
Im Moment habe ich gerade das thermische Modell aufgestellt und will
einen Regler bauen, der die Temperatur möglichst präzise ohne
Überschwingen einregelt und hält.
Wenn dich das ganze interessiert, kannst du gerne teilhaben. Bin auch
gerade dabei, mein Wissen auf diesem Gebiet wieder aufzufrischen.
Gruß M.
MikeH schrieb:> @PeachPi:>> Ich habe gerade etwas in der Richtung angefangen:> Eine präzise Temperaturregelung für meine "Bierbrauanlage". Das ist im> wesentlichen ein Einkochtopf/Glühweinkocher mit einem einfachen> Thermostat mit viel zu großer Hysterese.
Ganz gut. Hätte schon fast Aquarium oder Kühlbox in die Runde geworfen.
Maische wärmt halt auch noch selbst, wie im Komposteimer auch...
Pit Cock schrieb:> MikeH schrieb:>> @PeachPi:> Maische wärmt halt auch noch selbst, wie im Komposteimer auch...
Eine Frechheit ist das, meine Maische mit Kompost in Verbindung zu
bringen! ;)
Nein, das Problem ist, dass der Topf einen Wärmespeicher unter dem
Topfboden hat und die Maische/Wasser ein zweiter ziemlich großer
Wärmespeicher ist, der die Wärme langsam an die Umgebung abgibt.
Wird nun geheizt und bei einer eingestellten Solltemperatur
abgeschaltet, dann steigt die Temperatur zunächst weiter, abhängig von
der Wassermenge.
Ich möchte das System zweiter Ordnung möglichst präzise und schnell auf
die richtige Temperatur regeln.
Das "Standardeinstiegsprojekt" der Regelungstechnik ist wohl ein
Balancierroboter. Davon gibt es auch viele Anleitungen im Internet.
Von meinem eigenen Projekt kann ich dir zwar die CAD Modelle,
verwendeten Komponenten, etc. anbieten aber es ist mitnichten kein
kleines Projekt.
Eher etwas wenn du zufällig einige hundert Stunden Zeit hast..
Sowohl das CAD Modell auch als das Foto sind nicht mehr aktuell. Die
neue Version sieht sehr viel besser aus und das Modell deckt sich auch
größtenteils mit dem Aufbau.
Stefanus F. schrieb:> Da> schaltet man einfach nur an und aus, je nach Signal des> Schwimmer-Schalters.
Nicht unbedingt.
Stell Dir vor, Du hast einen ständigen, evtl. schwankenden, geringen
Abfluss durch eine undichte Abflussglocke (oder wie man das nennt)
funktioniert sogar ohne elektronischen Kram
Traubensaft .. schrieb:> Stefanus F. schrieb:>> Da schaltet man einfach nur an und aus, je nach Signal des>> Schwimmer-Schalters>> https://de.wikipedia.org/wiki/Unstetiger_Regler
passt m.E. nicht zu einem Spülkasten, da bei normalem Gebrauch eines
Spülkastens nichts geregelt wird.
wolle g. schrieb:> passt m.E. nicht zu einem Spülkasten, da bei normalem Gebrauch eines> Spülkastens nichts geregelt wird.
Natürlich wird hier geregelt. Der Sollwert ist der Zustand "Spülkasten
gefüllt", der Sensor ist die Tauchglocke, der Aktor das dadurch
betätigte Ventil. Das ist ganz klar ein geschlossener Regelkreis. Um das
zu erkennen, braucht man nichtmal eine akademische Bildung...
Wenn man allerdings studiert hat und das trotzdem nicht erkennt, ist das
einfach nur beschämend...
An meiner ehemaligen Uni ist ein Pflichtkurs für die Mechatroniker
gewesen, einen Segway aus Lego zu bauen und zu regeln.
Meine Bachelorarbeit bestand darin, eine Holzplatte mit einem Labyrinth
und Löchern so zu neigen, dass eine darauf laufende Kugel einen
vordefinierten Pfad beschreibt und nicht runterfällt. Oben drauf ist
eine Kamera, an der Seite sind zwei Servos - das System ist alles andere
als stabil.
> Natürlich wird hier geregelt... Wenn man allerdings studiert hat> und das trotzdem nicht erkennt, ist das einfach nur beschämend
Wesentlich beschämender finde ich den Vorschlag, Regelkreise anhand
dieser äußerst primitiven Anwendung (WC Spülkasten) lernen oder
demonstrieren zu wollen. Wir sind doch nicht nicht in der Grundschule!
