Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Elektromotor Position regeln


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von Jasmin N. (Firma: Keine Angabe) (jasmin_89)


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Hallo,

ich beschäftige mich gerade mit der Positionsregelung eines 
Elektromotors.
Dabei finde ich in den Lehrbüchern, dass eine Kaskadenregelung zum 
Einsatz kommt. Hier ist es recht anschaulich visualisiert: 
http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/dcmotpos0.html

Auf YouTube gibt es jedoch mehrere Videos die eine Positionsregelung 
eines Elektromotors ohne so einer Kaskadenregelung betreiben. Dort wird 
ein PID-Regler mit einem einfachen Regelkreis verwendet: 
https://www.youtube.com/watch?v=-P-6bMbQh1E

Meine Frage ist nur in welcher Hinsicht sich die Kaskadenregelung im 
Gegensatz zur "einfachen Regelung" unterscheiden. Ich kann mir 
vorstellen, dass die Kaskadenregelung sehr viel Präziser ist.

Wir für eine Positionsregelung in der Industrie meistens so eine 
Kaskadenregelung verwendet?

Danke!

: Bearbeitet durch User
von Patrick C. (pcrom)


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Ich verstehe deine Frage nicht. Beide beipielen sind PI(D) reglungen.
Vergess das wort Kaskadenreglung, damit meint jeder etwas anders.

von Michael B. (laberkopp)


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Jasmin N. schrieb:
> . Ich kann mir vorstellen, dass die Kaskadenregelung sehr viel Präziser
> ist.

Präzision nicht unbedingt, die hängt eher vom Encoder ab, aber die 
Schnelligkeit der Ausregelung ist besser.

> Wir für eine Positionsregelung in der Industrie meistens so eine
> Kaskadenregelung verwendet

Ja, da sitzen Profis die Fertiggeräte einsetzen.

von Oschmid (oschmid)


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Kaskade:
1: Strom wird geregelt
2: Geschwindigkeit wird geregelt
3: Position wird geregelt

von Lisa P. (lisapraline)


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Jasmin N. schrieb:
> Meine Frage ist nur in welcher Hinsicht sich die Kaskadenregelung im
> Gegensatz zur "einfachen Regelung" unterscheiden. Ich kann mir
> vorstellen, dass die Kaskadenregelung sehr viel Präziser ist.

Die Kaskadenregelung ist schneller (wenn man es richtig macht) und du 
erzielst damit ein besseres Regelverhalten.

> Wir für eine Positionsregelung in der Industrie meistens so eine
> Kaskadenregelung verwendet?
>
> Danke!

Bei höheren Anforderungen verwendet man heute Drehfeldantriebe. Die 
Regelung erfolgt in viele Fällen mittels Feldorientierung (rotierendes 
Koordinatensystem, welches eine Achse am z.B. Rotorflusszeiger 
ausrichtet). Tatsächlich wird auch hier oft eine Kaskadenregelung 
aufgebaut. Gebürstete Motoren werden bei hohen Anforderungen schon lange 
nicht mehr eingesetzt.

Alles um PID ist in der Industrie ziemlich populär, weil es 
verhältnismäßig einfach ist und auch günstig zu realisieren. Wenn das 
Regelungsergebnis ausreichend ist, dann wird PID gemacht. Da auch das 
KnowHow rund um Regelungstechnik in vielen Unternehmen fehlt muss man 
sich mit einfachen Mitteln behelfen. Sprich: Es bleibt oft bei einem 
linearen Regler im Frequenzbereich, weil die Leute auch nicht viel mehr 
können.

: Bearbeitet durch User
von Vanye R. (vanye_rijan)


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Man koennte noch hinzufuegen das es dir ein Kaskadenregler
einfacher macht das Problem zu loesen weil du jeden der drei
oben angefuehrten Unterregler einzeln parametrieren kannst.

Ausserdem kannst du dann fuer jeden Regler getrennten Grenzwerte
festlegen. Du kannst z.B dafuer sorgen das die Geschwindigkeit
beim hinfahren auf dein Ziel nicht zu gross wird. Das sorgt
dann dafuer das in der Praxis deine Mechanik laenger haelt.
Vielleicht willst du auch manchmal besonders langsam fahren.

Oder du kannst den Strom so regeln das der Motor oder seine
Elektronik nicht ueberlastet wird.

Und dann noch ein wichtiger Punkt. Man geht ja bei solchen
Systemen davon aus das es LTI Systeme sind um dann seine
Parameter berechnen zu koennen. In der Praxis gibt es aber
oftmals interessante Abweichungen. Ein Beispiel dafuer waere
das Losbrechmoment einer komplexeren Mechanik. Deshalb findet
man dann manchmal Abweichungen vom eigentlichen Regler im
Sourcecode. Wenn du drei ueberlagerte Regler hat, dann hat
man viel mehr Moeglichkeiten da einzugreifen.

Vanye

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