Modellbildung (Systemidentifikation) der Regelstrecke in der Praxis - Generelle Frage

OP (Firma: Keine Angabe) #7507716
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Hallo,

ich habe eine Frage bezüglich Regelungstechnik und der experimentelle Modellbildung (Systemidentifikation). Mich interessiert es wie in der Praxis tatsächlich eine Modellbildung der Regelstrecke erfolgt. Ich beziehe mich dabei auf LTI-Systeme. Wir hatten in der Uni gelernt, dass man für die Regelstrecke entweder Differentialgleichungen aufstellt mit der man das System physikalisch beschreiben kann. Wenn das System zu komplex ist, kann man auch die Systemidentifikation (BlackBox) verwenden. Black box Modelle werden ja verwendet, wenn die Physik des Systems nicht genau bekannt oder zu komplex ist um einfach modelliert zu werden. Durch experimentelle Modellbildung (Systemidentifikation) kann ein Modell des Systems abgeleitet werden, das für die Regler Entwicklung erforderlich ist.

Ich stelle mir die Frage wie man in der Praxis konkret vorgeht um z.B. ein Modell für die Regelstrecke des Dieselmotors zu erstellen.

Im Grunde habe ich zwei Fragen:

  1. Wird bei solchen komplexen Systemen die Regelstrecke meistens mit dem „White Box Model“ beschrieben, also mittels Differentialgleichungen? Oder kommt da auch die Systemidentifikation "Black Box Model" zum Einsatz?
  2. Wird die Systemidentifikation „Black Box Model“ in der Praxis oft eingesetzt?
Persönliche Seite #7516328
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Jasmin N. schrieb:

Black box Modelle werden ja verwendet, wenn die Physik des Systems nicht genau bekannt oder zu komplex ist um einfach modelliert zu werden.

Meistens ist es anders herum: Man kann die Physik des Modells zwar im Detail nicht beschreiben, kennt aber das grobe Prinzipverhalten. Das Problem ist aber alles im System zu messen und die Details zu erfassen. Daher wird das System im Groben modelliert und anhand der Messungen von Außen, der Zustand des vereinfachten Modells ständig nachjustiert. Auf diese Weise kann man zwar das Verhalten nicht genau nachbilden, aber es reicht, um genügend weit vorauszuschauen, um die Entscheidungen für die nächsten Schritte zu unternehmen.

Das was man dabei falsch macht, also systematisch durchs falsche Modell, zufällig durch Messfehler oder auch fehlende Daten, wird vom realen System beantwortet, führt zu neuen Ergebnissen (inklusive Regelabweichung) und wird im nächsten Schritt nachgesteuert.

#7523392
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Die Entwickung is standardmaessig bottom up, wie beschrieben. Die erste Entscheidung ist, oh man rumexperimentieren kann, oder richtig modellieren muss. Die laesst sich auf Grund der Groesse und Komplexitaet vorbeantworten. Ist das System ein Tiefpass, ohne Ueberschwingen, beginnt man mit einem PI Regler und schraubt an den Parametern. Das ist einfacher wie das System auszumessen. Mit etwas Erfahrung weiss man dann noch, dass ein PI mit einem Vorwaertszweig besser laeuft.

Bei einer komplexeren Strecke muss man etwas Vorarbeit leisten, bevor man's anschliesst. Und das Modell dann verfeinern. Wichtig ist einen Logger zu haben, der das Verhalten aufzeichnet.

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