Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Durchschnittleistung über Zeit berechnen


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von Michael (Gast)


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Hallo,

ich wollte eine ganz simple Rechnung aufstellen, bin aber ins Grübeln 
gekommen.

Ich habe eine 4 Sekunden Messdauer.
In diesen 4 Sekunden verwende ich ein PWM Signal zum anlegen der 
Spannung,
und zwar mit einer 40ms Periode (also 100 * 40ms Perioden = 4 Sekunden). 
Die Spannung anlegen möchte ich aber nur 25% der Periode, also 10ms 
einer Periode um auf die Durchschnittsleistung von 12Watt pro Periode zu 
kommen.

12V * 4A = 48Watt

d.h. meine Annahme ist über die Periode (40ms) betrachtet verbrauche ich 
12Watt.

Innerhalb der 4Sekunden lege ich die Spannung 0,4 Sekunden lang an 
mittels PWM, die restlichen 3,6 Sekunden wird keine Spannung angelegt.

Jetzt möchte ich die Leistung über die gesamten 4 Sekunden berechnen.

von Udo S. (urschmitt)


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Wie berechnet man einen Durchschnitt über die Zeit?

Deine Rechnung ist falsch.

Ausgehend von :
Michael schrieb:
> und zwar mit einer 40ms Periode (also 100 * 40ms Perioden = 4 Sekunden).
> Die Spannung anlegen möchte ich aber nur 25% der Periode, also 10ms

stimmt das nicht:

Michael schrieb:
> Innerhalb der 4Sekunden lege ich die Spannung 0,4 Sekunden lang an
> mittels PWM, die restlichen 3,6 Sekunden wird keine Spannung angelegt.

Es sind 3 Sekunden aus und 1 Sekunde an.
Jeweils 100 Perioden a 40ms, davon 10ms an, und 30ms aus.

von Udo S. (urschmitt)


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Michael schrieb:
> Jetzt möchte ich die Leistung über die gesamten 4 Sekunden berechnen.

Die Leistung ist eine zeitlose Größe.
Du meinst wohl mittlere Leistung. Das hast du ja schon gemacht, 12W.

von Grummler (Gast)


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Michael schrieb:

> Jetzt möchte ich die Leistung über die gesamten 4 Sekunden
> berechnen.

Gibt sachlich keinen Sinn.

Die Leistung beträgt 12W, wie schon festgestellt.
Die in den vier Sekunden verrichtete Arbeit beträgt
allerdings 48J (=48Ws).

von Sebastian W. (wangnick)


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Michael schrieb:
> 12V * 4A = 48Watt
> d.h. meine Annahme ist über die Periode (40ms) betrachtet verbrauche ich
> 12Watt.

Ist eine rein ohmsche Last garantiert, also dass bei Anlegen von 12V 
immer sofort und nur 4A fliessen?

LG, Sebastian

von Studistauner (Gast)


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Sebastian W. schrieb:
> Ist eine rein ohmsche Last garantiert?

-zig Gegenfragen, sieben hier:

Signal- oder Energieübertragung? (bei den Größen Energie, oder nicht?)
Idealbauteilbetrachtung?
Verluste an parasitären Widerständen, Kapazitäten und Induktivitäten?
Zuleitungen?
(Hoch-)Frequenz bzw. Geometrie?

gehts um Idealtheorie oder Praxis?
oder bin nur ich allein zu verwirrt und denke zu komplex?

von Michael (Gast)


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Hallo,

tut mir leid, eventuell habe ich zu grob beschrieben, mir geht es um 
eine Durchschnittsleistung über eine bestimmte Zeit (hier 4 Sekunden, 
hatte einen Fehler drin, Spannung liegt 0,4 Sekunden an und 3,6 keine 
Spannung)
Ich würde einen FPGA verwenden, welcher mir die Spannungswerte im ADC 
sampelt und diese im Speicher ablegt.
D.h. der ADC misst die Spannung und den Strom und der FPGA liesst diese 
Daten aus (grob geschätzt 40 Samples pro 40ms Periode, als Beispiel)

Die Spannung und Strom können in den 40ms variieren, der FPGA addiert 
alle Daten in den 40ms auf (U und I) und stellt die GesamtSumme und die 
Anzahl der Samples zur Verfügung.
Ich gehe hin, und berechne den Durchschnitt, SUMME/N_SAMPLES = PWR_AVG

Jetzt möchte ich wissen, was die Durchschnittsleistung über die 4 
Sekunden gewesen ist, wenn nur 0,4 Sekunden Spannung anliegt, gesampelt 
wird aber immer, d.h. FPGA würde auch nullen in der Summe 
berücksichtigen für die restlichen 3,6 Sekunden.

von Grobian (Gast)


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Michael schrieb:
> mir geht es um
> eine Durchschnittsleistung über eine bestimmte Zeit

An der Berechnung und dem Wert ändert sich dadurch nichts. Es wird nur 
ein anderer Wellenanteil mit berücksichtigt, d.h- der Wert ist 
momentaner und genauer und zappelt mehr.

Die Leistung ist nichts anderes, als die Ableigung der Energie.

Michael schrieb:
> der ADC misst die Spannung und den Strom und der FPGA liesst diese
> Daten aus (grob geschätzt 40 Samples pro 40ms Periode, als Beispiel)
Pass auf dass das FPGA dadurch nicht überlastet wird!

von Grummler (Gast)


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Grobian schrieb:

> Die Leistung ist nichts anderes, als die Ableigung
> der Energie.

Das ist ungenau.

Die Momentanleistung ist die Ableitung der Energie
nach der Zeit.

Der TO sucht aber ausdrücklich die durchschnittliche
Leistung -- und die ist bekanntlich der Quotient aus
insgesamt geleisteter Arbeit und verstrichener Zeit.

von Grummler (Gast)


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Michael schrieb:

> tut mir leid, eventuell habe ich zu grob beschrieben,

Eigentlich nicht.

Es ist nur irritierend, dass Du die Formel "mittlere
Leistung gleich Arbeit durch Zeit" offenbar nicht auf
Dein Problem anwenden kannst.

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