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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Regelung eines pneumatischen systems


Autor: Axel (Gast)
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Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei einen Regler für ein pneumatisches System 
auszulegen. Der Testaufbau besteht aus einer Pumpe und einem 
Flow-Sensor. Ziel ist es über die Pumpe eine gewisse Flow-Rate 
einstellen zu können (Die Pumpe lässt sich über einen DAC ansprechen). 
Da es mitunter sehr schwer ist ein pneumatisches System mathematisch zu 
erfassen, habe ich einen Sprung auf die Pumpe gegeben und den 
resultierten Luftstrom gemessen (siehe Anhang). Jetzt sieht man ja 
deutlich, dass der Luftstrom alles andere als Konstant ist. Ich nehme an 
das liegt an der Eigenschaft der Pump welche ruckartige Bewegungen 
ausführt.

Über einen gleitenden Mittelwert der Periodendauer könnte man den 
Luftstrom einigermaßen gleichmäßig hinbiegen. Der daraus resultierte 
Verlauf entspricht einer Strecke mit PT1-Verhalten.

Meine eigentlich Frage, hättet ihr eine andere Idee als einen gleitenden 
Mittelwert? Ist es überhaupt möglich ein solches Verhalten "Gut" zu 
regeln?

Danke im voraus und viele Grüße

Autor: Markus (Gast)
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Axel schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> Jetzt sieht man ja
> deutlich, dass der Luftstrom alles andere als Konstant ist. Ich nehme an
> das liegt an der Eigenschaft der Pump welche ruckartige Bewegungen
> ausführt.
>

Das liegt eher daran, dass Luft kompressibel ist. Wenn nämlich Luft 
durch ein Loch hindurchströmen soll und der Widerstand durch die Öffnung 
aber genügend gross wird, wird die Luft eher komprimiert als 
durchgedrückt. Daher ist es schwer eine Regelung zu entwerfen. 
Stossartige/Pulsartige Bewegungen kannst du daher eher vergessen.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Axel schrieb:
> Meine eigentlich Frage, hättet ihr eine andere Idee als einen gleitenden
> Mittelwert?

Klar gibt es bessere Verfahren, wenn es wirklich der die Pumpe ist.
Eine Mittelung über exakt eine Periode ergibt eine viel kürzere 
Zeitkonstante und eine glatte Kurve.

Autor: svensson (Gast)
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Moin,

wir hatten ein ähnliches Problem (allerdings mit CO2/Luftgemisch).

Die Lösung ist bei uns: beim PID-Regler I+D=0 und P im Ausschlag stark 
begrenzen. Die Regelperiode hat sich bei 4 min als optimal 
herausgestellt.

Das System benötigt zwar immer noch ca. 3 Stunden zum Einschwingen, dann 
aber wird recht genau geregelt auf ca. +-5%, was für ein offenes 
Strömungssystem mit Dutzenden Stellventilen und wahrscheinlich noch 
hundert unbekannten Störgrößen schon anständig ist.

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