Schwenkmechanismus mit viel Getriebespiel regeln

Nette Aufgabe. Allerdings fehlen Parameter, um zu bestimmen, ob es 
überhaupt physikalisch möglich ist, die Masse (bis 20kg) in 2.5s zu 
positionieren.

mech schrieb:
> 2. Die ganze Mechanik hat ein Spiel von etwa +-3°

mech schrieb:
> Meine Regelungstechnik Vorlesungen sind schon bissl her, ich glaube mein
> Problem lautet "Totzeit".

Ich glaub dein Problem heißt "Umkehrspiel" ;)

.                                                . schrieb im Beitrag 
#6123176:
> Nette Aufgabe. Allerdings fehlen Parameter, um zu bestimmen, ob es
> überhaupt physikalisch möglich ist, die Masse (bis 20kg) in 2.5s zu
> positionieren.

Ist es, das ist nämlich die Zeit die ich erreiche, wenn ich statt dem 
Motor eine Handkurbel (bestehend aus Schraube + Schraubenschlüssel) 
anbaue.

Sly_marbo schrieb:
> Ich glaub dein Problem heißt "Umkehrspiel" ;)

Aus mechanischer Sicht ja, aber wie geht man das mit Regelungstechnik 
an?

mech schrieb:
> aber wie geht man das mit Regelungstechnik an?

Da Fuzzi Logik zu aufwändig ist, genügt evtl. ein PID Regler.
Einen Tiefpass (I-Anteil) mit einem Kondensator überbrückt (D-Anteil).

Hallo,

zunächst ist es wichtig ein Dynamikmodell aufzubauen. Dann kann man in 
Matlab/Sikulink analysen durchführen und schliesslich einen geeigneten 
Regler auslegen. Vielleicht mit SimScape multibody

Ist dein Stichwort.

Die Stichworte sind "Innere Regelschleife" und "Äussere Regelschleife".
Die innere arbeitet mit einem Geschwindigkeitssignal als 
Rückkopplungssignal, die Endstufe hat eine Strombegrenzung um das Moment 
nicht zu groß werden zu lassen. Dafür langt ein PI-Regler, der D-Teil 
macht die Abstimmung nur komplizierter. Der I-Teil sollte eine 
Begrenzung haben ("cut off value) sonst sammeln sich die Fehler zu stark 
an.
Die äussere Regelschleife arbeitet mit einem Positionssignal zur 
Rückkopplung. Es gibt ein Geschwindigkeitssignal (mit Rampen) an die 
innere Regelschleife. Dafür langt ein P-Regler.
Die einzige zusätzliche Intelligenz die von einem PID regler abweicht 
ist in der äusseren Regelschleife die (lastabhängige) mögliche 
Beschleunigung zu erkennen und dann beim Abbremsen mit der Bremsrampe 
entsprechend früher anzufangen.

Das Spiel lässt sich durch einen "threshold" abfangen. Also im P-Teil 
erst ab einer bestimmten Abweichung zu reagieren.

Natürlich kann man das alles ineinanderwursteln, macht es aber nicht 
einfacher.

Nick M. schrieb:
> Die innere arbeitet mit einem Geschwindigkeitssignal als
> ...

Gibt's für den ganzen Aufbau einen Begriff oder ist das schon eine 
Sonderlösung? Ein Schaltbild würde mir da wohl unheimlich weiterhelfen, 
aber ich kann schlecht erwarten, dass du mir eins malst :)

Mir geht nicht ganz ein, warum ich zu dem Problem nichts finde, Antriebe 
mit Umkehrspiel sind doch nichts ungewöhnliches (?)

Auf jeden Fall verstehe ich jetzt schonmal ein grundsätzliches Problem:

Meine Hand "fühlt" das Drehmoment, meinem bisherigen Antrieb fehlt diese 
Größe mangels Strommessung, das kann ich ändern.

Nick M. schrieb:
> ineinanderwursteln


Bei "mehrere Regler ineinander" hat Google "Kaskadenregelung" 
ausgespuckt, ist das wovon du sprichst?

Das seh ich mir mal an.

mech schrieb:
> Ein Schaltbild würde mir da wohl unheimlich weiterhelfen

Ich habe da mal was von einer schwebenden Kugel gefunden:

Beitrag "Re: Ferromagnetischer Schwebekörper"

Das ist war nicht direkt mit einem Schwenkarm zu vergleichen, aber auch 
hier muss mit einem D-Anteil kurz schnell nachgeregelt werden, damit die 
Kugel nicht schwingt.

Bei deinem Schwenkarm kommen noch unterschiedliche Schwenklasten (je 
nach Gewicht der aufgenommenen Last) und Schwenklängen hinzu. Da ist 
eine zusätzliche Strommessung erforderlich. Die Positionsangabe des 
Potenziometers alleine reicht da wohl nicht mehr aus.

mech schrieb:
> Gibt's für den ganzen Aufbau einen Begriff oder ist das schon eine
> Sonderlösung?

Nein, innere und äussere Regelschleife ist was ganz normales. Das sollte 
sich auch ergoogeln lassen.
Die Sonderlösung ist nur die Erkennung der möglichen Beschleunigung und 
dann die Bremsrampe entsprechend anzupassen.

Das Spiel bekommst du nie weg. Du kannst nur verhindern dass der Regler 
in der Endlage hin und her regelt weil er die Position genauer halten 
will als es mechanisch geht. Totgang nennt sich das.

"Kaskadenregelung"
Ehrlich, ich weiß es nicht. Klingt aber vernünftig. :-)

Mit eineinanderwurschteln meine ich, die beiden Regelschleifen zu einer 
zu vereinen und die nicht als zwei verschiedene Prozesse zu sehen. Ich 
glaub, das macht es nur schwerer zu verstehen und zu programmieren. Als 
getrennte Prozesse überwacht die äussere Schleife nur die Position die 
sie gerne hätte und muss nicht viel und schnell rumrechnen. Wenn sie die 
maximal mögliche Beschleunigung kennen würde, dann könnte sie die Rampen 
sogar komplett im Voraus berechnen und nur fein nachregeln.