Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zusammenführung µC & Regelungstechnik


von Jonas (sqrsqr)


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Guten Tag,

ich befinde mich momentan im Studium E-Technik. Ich kenne die einzelnen 
Komponenten wie den Raspberry Pi Pico W, verschiedene Temperatursensoren 
und aus anderen Modulen stetige Regler (P/I/D) & unstetige Regler 
(jedoch nur 2 Punkt). Mir sind auch Dioden/Transistoren und 
Operationsverstärker bekannt.

Nun meine Bitte, wie wird daraus denn nun ein fertiges System. Die 
einzelnen Komponenten kann ich dimensionieren und programmieren, jedoch 
schließen sich die Lücken bei mir nicht..

Meine Hoffnung wäre ein Beispiel anhand dessen ich es nachvollziehen 
kann.

Vielen Dank im Voraus!
von Gunnar F. (gufi36)


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Jonas schrieb:
> ich befinde mich momentan im Studium E-Technik.

wie weit?

Jonas schrieb:
> Mir sind auch Dioden/Transistoren und
> Operationsverstärker bekannt.

schonmal gut.

Jonas schrieb:
> Nun meine Bitte, wie wird daraus denn nun ein fertiges System.

Gehört da ein '?' dahinter?
Das wird von einem E-Techniker entwickelt.

Jonas schrieb:
> Meine Hoffnung wäre ein Beispiel anhand dessen ich es nachvollziehen
> kann.

Kein Problem, im Web findest du hunderttausende.

Thank God, it's Friday!
von Jonas (sqrsqr)


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Gunnar F. schrieb:
> wie weit?

vor 2 Monaten begonnen.

Gunnar F. schrieb:
> Kein Problem, im Web findest du hunderttausende.

dann stehe ich aufm Schlauch bei den richtigen Suchbegriffen.
von Pandur S. (jetztnicht)


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Wenn man das Ganze verstanden hat kann man's auch zusammenfuegen
von Hans W. (hanswieland)


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Mir hatte ein Roboter Bausatz (Nibobee) geholfen, das Prinzip zu 
begreifen.

Mein erstes Ziel war, geradeaus zu fahren (klingt einfacher als es ist).

Danach habe ich mich um sanftes Bremsen konzentriert, so daß er 
möglichst exakt und gerade am Ziel zum Stehen kommt. Das klappte 
überraschend gut, obwohl ich im Prinzip nur die Faustformeln zum 
Bremsweg aus der Fahrschule angewendet hatte, um abzuschätzen, ob ich 
stärker oder schwächer Bremsen muss.

Als drittes bin ich Muster über den Boden gefahren, angefangen mit 
Quadraten und Kurven mit vorgegebenem Radius. Zum Schluss kam eine Fahrt 
vom Wohnzimmer ins Bad bis zum Klo und wieder zurück. Das hat mir Spas 
gemacht.

Versuche es mal mit so einem Bausatz. Mir hat es geholfen, etwas zum 
Anfassen zu haben.
von Ove M. (Firma: ;-) gibt es auch) (hasenstall)


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Nun, wenn ich deine Frage richtig verstanden habe, dann wäre meinen 
Antwort wie folgt:
Dein Regler regelt ein beliebiges System entsprechend seinem Aufbau und 
seinen Parametern. Den Parametersatz kannst du beispielsweise über einen 
Controller bereitstellen und zum Regler transferieren. Bei diesem 
Verfahren hast du halt den Regelaufwand in deinen Regler verlagert.
Weiter kannst du mit deinem Controller (wenn es sei soll) weitere 
Regelgrößen aufbereiten und diese über adaptierte Parameter dem Regler 
zur Seite stellen.
Anderseits kannst du deinen Controller selber eben auch als Regler 
arbeiten lassen, dann muss der Regler eben in Software abgebildet 
werden. Dann liegt die Regellast auf dem Controller.
Es gibt halt viele Möglichkeiten zum fertigen System, abhängig von den 
Anforderungen an dasselbe.

Viele Grüsse Ove
von J. T. (chaoskind)


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Hier mal beispielhaft für nen Drehzahl(PID)regler:

Du hast einen Drehzahlsensor, der gibt dir bei 0 Upm 0 aus und bei 
maximaler Motordrehzahl eine 1 (normalisiert auf maximale Drehzahl).

Dann hast du eine Sollwertvorgabe von 0 bis zur normalisierten 1.

Nehmen wir an, dein Sollwertgeber steht auf 0.5. Dein System ist im 
Stillstand.

Bleiben wir erstmal nur beim reinen P-Regler:

Dein Motor steht also, der Drehzahlsensor gibt 0 aus. Sollwert - Istwert 
ergibt den P Anteil, hier also 0.5, der P-Regler "sagt" also "jetzt 
halbgas bitte".

Der Motor fängt an, sich zu drehen, damit steigt der Istwert und die 
Regeldifferenz wird kleiner, es wird also weniger Gas gegeben. Machen 
wir jetzt noch die (falsche) Annahme, der Motor hätte die Solldrehzahl 
erreicht, dann wäre die Regeldifferenz 0 und es würde kein Gas mehr 
gegeben werden. In Wirklichkeit erreicht der Motor die Drehzahl gar 
nicht, da ja bei kleinerer Regeldifferenz nur noch wenig Gas gegeben 
wird. Es bleibt also eine Abweichung, was ja auch wunderbar zur Theorie 
des P-Reglers passt.

Nehmen wir nun den I-Anteil hinzu. Dieser integriert den P-Anteil auf. 
Wir sind jetzt bei 0.4 Istdrehzahl, der P-Anteil gibt also nur noch 0.1 
Gas, nehmen wir an, das würde gerade noch reichen, um die 0.4 
Istdrehzahl zu halten. Wenn der Regler digital ist, werden im ersten 
Durchlauf also 0.1 vom P- und 0 vom I-Anteil Gas gegeben. Die Drehzahl 
bleibt bei 0.4. Im nächsten Durchlauf haben wir also immer noch 0.1 P 
dafür aber 0.1 I, es wird also jetzt 0.2 Gas gegeben. Die Drehzhal 
steigt weiter, sagen wir auf 0.45. Jetzt haben wir nur noch 0.05 
P-Anteil und der I-Anteil ist bei 0.2 (P war in der Runde davor ja noch 
0.1, die kommen oben drauf). Es werden jetzt also 0.25 Gas gegeben. Der 
Motor hat jetzt die 0.5 Solldrehzahl erreicht. Der P-Anteil ist null, 
bei I sind die 0.05 vom P der Vorrunde dazugekommen. Es werden immer 
noch 0.25 Gas gegeben. Die Drehzahl steigt weiter, sagen wir auf 0.6. 
Der P-Anteil ist jetzt -0.1. Also wird unser I auch wieder kleiner. Das 
sind die Überschwinger aus der Theorie. Wir nähern uns unserem Sollwert 
also gedämpft sinoidal an.

Fürs D nehmen wir weiter an, der Motor hat etwas gedreht mit dem 
Trägheitsmoment x. Um aufs D zu kommen, musst du ein ein Schritt altes P 
mit dem aktuellen P vergleichen, die Differenz bilden.

Jetzt ist unser eingeschwungenes System schön mit 0.5 Drehzahl und x 
Trägheitsmoment am drehen, um die Drehzahl zu halten, ist der Regler mit 
sagen wir 0.3 am Gas geben. Jetzt wird ein Teil deines drehenden Teils 
abgesprengt, und das Trägheitsmoment ist nur 0.5x. Der Motor wird bei 
0.3 Gas also wieder schneller. Der alte P-Wert war 0(Solldrehzahl liegt 
an), der neue P-Wert ist -0.05. Wir drehen ja etwas zu schnell. Der 
D-Anteil wird also negativ und nimmt Gas weg, damit die Drehzahl nicht 
noch mehr steigt.

Um das finden des "richtigen" Gaswerts vei 0.5x kümmert sich dann wieder 
das I.

Das hatte mich irgendwie überrascht, dass der Regler hauptsächlich vom I 
lebt, als ich mich das erste Mal mit Regeltechnik befasste.
von Micha (e-nomo)


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Jonas schrieb:
> Die
> einzelnen Komponenten kann ich dimensionieren und programmieren, jedoch
> schließen sich die Lücken bei mir nicht..

Welche Lücken? Wenn Du die Lücken beschreibst dann kann dir sicher 
leichter und zielgenauer geholfen werden.

Es kommen ja bereits gute Ideen und Vorschläge.
: Bearbeitet durch User
von Jonas W. (bitschubser101)


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von Rainer W. (rawi)


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Jonas schrieb:
> Die einzelnen Komponenten kann ich dimensionieren und programmieren,
> jedoch schließen sich die Lücken bei mir nicht..

Du setzt bspw. den Istwert deines Reglers auf den Ausgangswert deines 
Temperatursensor. Den Ausgang deines Reglers verwendest du bspw., um 
damit eine Heizung zu steuern.

Dabei triffst du dann auf so Dinge wie digitale Abtastsysteme, 
Approximation von kontinuierlichen Systemen durch zeitdiskrete Systeme, 
Abtasttheorem,  Aliasing u.s.w.
: Bearbeitet durch User
von Cartman E. (cartmaneric)


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So ein Studium soll den Studenten auch ertüchtigen, Fragen nach
Zusammenhängen selbst zu suchen und zu finden. Das nennt sich
wissenschaftliches Arbeiten, und differenziert ihn vom Bastler.

Das das nach 2 Monaten noch nicht so ausgeprägt ist, ist verständlich.

Arbeite daran!
: Bearbeitet durch User
von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Das das nach 2 Monaten noch nicht so ausgeprägt ist, ist verständlich.

Vor allem bin ich mir relativ sicher das die Vorlesung Regelungstechnik 
erst im 3 oder4 Semester anfing und auch mindestens zwei Semester 
gedauert hat. :)

Vanye
von Cartman E. (cartmaneric)


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Vanye R. schrieb:
>> Das das nach 2 Monaten noch nicht so ausgeprägt ist, ist verständlich.
>
> Vor allem bin ich mir relativ sicher das die Vorlesung Regelungstechnik
> erst im 3 oder4 Semester anfing und auch mindestens zwei Semester
> gedauert hat. :)
>
> Vanye

Am Anfang kommen immer die Grundlagenfächer wie Mathematik, Physik,
Elektrotechnik natürlich und so weiter. Aber die Fächer die im
Studium noch folgen sollten, wurden von den jeweiligen Dozenten
den Studenten vorgestellt. Um PID- oder digitale Regler, ging es da
freilich noch nicht im Detail.

Vielleicht sass der TO nur im falschen Hörsaal. ☺

Von Integral und Differential sollte aber auch ein Studienanfänger
schon gehört haben, und so sollte die Anwendung in einer Regelung
auch ihm nicht schwer fallen. Der richtige Umgang damit, ist aber
erst einige Semester später das Thema.

Aber selbst wenn Regelungen im weiteren Studium überhaupt nicht mehr
vorkämen, sollte es einem Studenten der wissenschaftliches Arbeiten
gewohnt ist, leicht fallen einfache Regelungsprobleme zu lösen.

Ein Ingenieur ist ja kein Koch der nur nach Rezepten kocht...
von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


Angehängte Dateien:

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> ... wie wird daraus denn nun ein fertiges System. Die
> einzelnen Komponenten kann ich dimensionieren und programmieren,


> Meine Hoffnung wäre ein Beispiel anhand dessen ich es nachvollziehen
> kann.

Einen PT100 sensor (letzlich ne Drahtrolle mit Metallperle an einem 
Ende) besorgen, mit einem Temperatursensor-interface-C verbinden und 
diesen an den µC per SPI anschliessen. Gibt's beispielsweise bei 
adafruit:

https://www.adafruit.com/product/3328

Die Heizung sollte etwas aufwendiger sein, zumindest fliessen da ein 
paar Ströme mehr, für den Anfang wäre "heating pad" vielleicht das 
passende Stichwort: https://www.adafruit.com/product/1481

Simple FET-Schaltung für die Ansteuerung dort: 
https://learn.sparkfun.com/tutorials/heating-pad-hand-warmer-blanket/all?print=1

Das Ganze dann in eine Kiste legen und schauen das man ein Programm 
(meine Empfehlung: mikropython) geschrieben hat, das die PWM des 
Heatpads so ansteuert, das schnell die Soll-Temp eirreicht und dann 
gehalten wird.

* https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/2612201.htm

Wenn dir das Wissen dazu (SPI, PWM, FET, ...) im Studium 
Regelungstechnik bisher nicht vermittelt wurde , nicht erwarten das das 
später in diesem Studium gelehrt wird.
Sowas setzt man an der Hochschule voraus, das muss der Student durch 
Praktike/Berufsausbildung mitbringen. Vielleicht ist es bei DS anders.

Ansonsten ist es halt wie ein Baby Laufen lernt: Hochstemmen, Schritt 
versuchen, hinklatschen, aufstehen,  schauen das andere das auch können 
und wieder versuchen ... irgendwann klappts. Oder man hat den komplett 
falschen Beruf gewählt.

> Wenn man das Ganze verstanden hat kann man's auch zusammenfuegen
Nee "Verstand" genügt da nicht, dazu benötigt es noch "praktisches 
Geschick". Oder zynisch gesagt: "keine Arme -> keine Kekse".


> So ein Studium soll den Studenten auch ertüchtigen, Fragen nach
> Zusammenhängen selbst zu suchen und zu finden. Das nennt sich
> wissenschaftliches Arbeiten, und differenziert ihn vom Bastler.

Eigentlich nicht, weil gerade ein Bastler wie Daniel Düsentrieb finden 
selbst heraus wie man Dinge zusammenfügt. Ein Wissenschaftler ist gerade 
der, der nix selbst zusammenfügen kann und auf seine Assistenz 
angewiesen ist, Improvisationstalent ist dem fremd. SCNR
: Bearbeitet durch User
von Rahul D. (rahul)


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Cartman E. schrieb:
> Vielleicht sass der TO nur im falschen Hörsaal. ☺

Bei uns wurde Steuerungs- und Regelungstechnik von demselben Prof 
unterrichtet. Vielleicht hat ihn das verwirrt, wenn das bei ihm auch der 
Fall war.
von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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Buchhinweis zum Rhema Raspi und Elektronik:
* ISBN: 978-3-8362-2933-3
* ISBN: 978-3-8362-2869-5
: Bearbeitet durch User
von Cartman E. (cartmaneric)


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Bradward B. schrieb:

>> So ein Studium soll den Studenten auch ertüchtigen, Fragen nach
>> Zusammenhängen selbst zu suchen und zu finden. Das nennt sich
>> wissenschaftliches Arbeiten, und differenziert ihn vom Bastler.
>
> Eigentlich nicht, weil gerade ein Bastler wie Daniel Düsentrieb finden
> selbst heraus wie man Dinge zusammenfügt. Ein Wissenschaftler ist gerade
> der, der nix selbst zusammenfügen kann und auf seine Assistenz
> angewiesen ist, Improvisationstalent ist dem fremd. SCNR

Ja der arme Daniel Düsentrieb. Der kann Dinge zusammenmurxen, um
einen speziellen Zweck zu erfüllen. Gleichwohl bleibt ihm die tiefere
Einsicht in das Wesen der Dinge aber verborgen. Wissenschaftliches
arbeiten schliesst das Experiment, als praktisches Element ja auch
nicht aus.
Man kann die Ingenieurstätigkeit auch nicht auf Improvisationstalent
reduzieren, und praktisch kommt es oft genug vor, dass Leistungen
Anderer, die es auf ihren Gebieten besser kònnen, in ein Produkt
einfliessen.

Das alles hat aber nichts mit dem Ansatz "wissenschaftlich arbeiten"
zu tun, und zeigt nur, dass du es auch nicht verstanden hast.
Da bist du mit Daniel Düsentrieb in bester Gesellschaft.
von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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> Das alles hat aber nichts mit dem Ansatz "wissenschaftlich arbeiten"
> zu tun, und zeigt nur, dass du es auch nicht verstanden hast.

Naja wer "wissenschaftlich arbeiten" will ist bei mikrocontroller.net 
ohnehin an der falschen Adresse. Und IMHO hat der TO deutlich 
geschrieben das er genug von der "wissenschaft" gehört hat und jetzt das 
Gelernte aus der Theorie in die Praxis übertragen will.

> Da bist du mit Daniel Düsentrieb in bester Gesellschaft.
.de ist halt das Land der Ingenieure und nich das der Elfenbeintürme.
von Klaus F. (klaus27f)


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Jonas schrieb:
> ich befinde mich momentan im Studium E-Technik.

Naja, im Grundstudium kommt die Regelungstechnik noch nicht dran.
Da werden erst 50-70% andere ausgesiebt.


Jonas schrieb:
> Meine Hoffnung wäre ein Beispiel

GOOGLE hilft:
pid regler Raspberry Pi beispiel


Jonas schrieb:
> vor 2 Monaten begonnen.

Das ist komisch.
In welchem Land beginnt das im März?
von Wastl (hartundweichware)


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Klaus F. schrieb:
> Das ist komisch.
> In welchem Land beginnt das im März?

Gunnar F. schrieb:
> Thank God, it's Friday!
von Johannes F. (jofe)


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Bradward B. schrieb:
> .de ist halt das Land der Ingenieure und nich das der Elfenbeintürme.

LOL, das war es einmal gewesen. In ein paar Jahren ist das weitestgehend 
Geschichte, so wie mit den Dichtern und Denkern damals. Aber das nur als 
kurze Bemerkung, da hier off-topic.
von Johannes F. (jofe)


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Jonas schrieb:
> vor 2 Monaten begonnen.

Wo kann man denn Anfang März ein Studium beginnen? Selbst zum 
Sommersemester wäre es erst vor einem Monat gewesen, und das wäre auch 
AFAIK eine seltene Ausnahmemöglichkeit im Ingenieurbereich.
von J. T. (chaoskind)


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Johannes F. schrieb:
> Wo kann man denn Anfang März ein Studium beginnen?

Ein Monat, zwei Monate, was macht das schon für nen Unterschied, dann 
hat der Student sich halt sein Zeitgefühl kaputt studiert.

Wieder typisch fürs offiziell anerkannte Trolljägerforum...
von J. T. (chaoskind)


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Bradward B. schrieb:
> Naja wer "wissenschaftlich arbeiten" will ist bei mikrocontroller.net
> ohnehin an der falschen Adresse.

Oh, wo kommt denn die Einsicht plötzlich her...
von Manfred P. (pruckelfred)


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Klaus F. schrieb:
> Jonas schrieb:
>> ich befinde mich momentan im Studium E-Technik.
> Naja, im Grundstudium kommt die Regelungstechnik noch nicht dran.

Na und? Ich habe Regelkreise per µC zur Funktion bekommen, ohne 
Regelungstechnik studiert zu haben.

Man baut das Gebilde auf und misst ein paar Werte. Damit wird eine 
Regelung programmiert und man sieht an der, dass der Kram heftig 
überschwingt oder zu langsam nachregelt. Mit etwas Nachdenken kommt man 
dann auf den Weg, ob der nun Integral oder Differential oder Wurststulle 
heißt, ist egal.

Das passt wieder zu typischen Jungkaspern, anstatt zu machen erstmal 
palawern. Man darf auch hinterfragen, wer alles einen Studienplatz 
bekommt, an denen es keinen Mangel gäbe, wenn ....

Jonas (sqrsqr)
Angemeldet seit 08.05.2026
Beiträge 2
von Wolle G. (wolleg)


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Manfred P. schrieb:
> Man baut das Gebilde auf und misst ein paar Werte. Damit wird eine
> Regelung programmiert und man sieht an der, dass der Kram heftig
> überschwingt oder zu langsam nachregelt. Mit etwas Nachdenken kommt man
> dann auf den Weg, ob der nun Integral oder Differential oder Wurststulle
> heißt, ist egal.
Wenn man so was liest, dann muss man sich nicht wundern, dass eine vom 
„Fachmann“ programmierte Regelung am Ende nicht richtig läuft.

Eine gut funktionierende Methode für die praktische Anwendung  ist m. E. 
das Ziegler-Nichols-Verfahren.
von Arduino F. (Firma: Gast) (arduinof)


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Jonas schrieb:
> dann stehe ich aufm Schlauch bei den richtigen Suchbegriffen.

Und ich verstehe noch nicht einmal deine Frage/Problem!
: Bearbeitet durch User
von Klaus F. (klaus27f)


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Arduino F. schrieb:
> Und ich verstehe noch nicht einmal deine Frage/Problem!

Musste eben den alten Otto lesen,
Beitrag "Re: Reglerentwurf(Bodediagramm-Verfahreb)"
von Bruno V. (bruno_v)


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Jonas schrieb:
> Meine Hoffnung wäre ein Beispiel anhand dessen ich es nachvollziehen
> kann.

Ein einfaches System ist ein Bimetall-Schalter, der einen Heizstab bei < 
20°C zuschaltet. Das gibt es seit > 100 Jahren. Das Regelsystem ist ein 
Kreis aus
 * Temperatur (Stellgröße) ->
 * Biegung des Metalls (Sensor) ->
 * Kontakt (Regler, hier 2-Punk und Aktor) ->
 * Heizstab (Stellglied) ->
 * Temperatur (hier schließt sich der Kreis)

Mit Röhren, Transistoren, OPs, Kondensatoren etc. statt 
Bimetall-Schalter entstanden immer komplexere Regelungen mit 
entsprechender Mathematik und Forschungen in allen Teilaspekten.

Seit 50 Jahren implementieren wir die altbekannten Regler (wie P, I und 
D als PID-Regler) in µC und können diese jederzeit ändern oder 
automatisch parametrieren. Und völlig neue entwickeln.

Das einfachste System mit einem µC ist immer noch ein 2-Punkt Heizkreis 
mit
 * Temperatur-Sensor (den der µC einliest)
 * Regler ("if(t<20) A.x = 0 else A.x = 1")
 * Aktor (Transistor/Triac/Relais)
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Jonas schrieb:
> Nun meine Bitte, wie wird daraus denn nun ein fertiges System.

Tja, im Studium ereifert sich jeder einzelne Lehrstuhl speziell nur auf 
seiner eigenen Wissenschaftlichen Disziplin, so daß ein Transfer zu 
anderen Wissensgebieten meistens unterbleibt.

Wie wäre es denn mit konkreten Anforderungen?

Wir regeln die Temperatur eines stetig aus einem Schlauch fließenden 
Wasserstrahls.

Oder

Wir regeln die Temperatur in einem Ofen für ein Quarz, sehr beliebtes 
Beispiel.

oder

Wir regeln die Drehzahl eines Ventillators, der draußen im Wind steht.

oder

Wir regeln den Einfallswinkel von Solarzellen auf maximale Bestrahlung 
mit Sonnenlicht.

usw, Kühlschrank, Peltier-Elemente, Pizzaofen zum Reflowlöten, sonstwas.

mfg
von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Wenn man so was liest, dann muss man sich nicht wundern, dass eine vom
> „Fachmann“ programmierte Regelung am Ende nicht richtig läuft.

Ehrlich gesagt, der Gedanke war mir auch gekommen. :-)

> Eine gut funktionierende Methode für die praktische Anwendung  ist m. E.
> das Ziegler-Nichols-Verfahren.

Das ist eine Vereinfachung die ich auch schon angewendet habe, aber es 
ist halt auch eine Vereinfachung. Man sollte schon mal von der Theorie 
dahinter gehoert haben. Also z.B das dies alles nur fuer LTI Systeme 
gilt, damit man versteht warum man manchmal Groessen linearisiert, oder 
was die Idee hinter einer Kaskadenregelung war.

Das ist letztlich genauso wesentlich wie die Ueberpruefung auf 
Phasenreserve bei einem OPV oder Schaltregler. Da wuerde ja auch keiner 
sagen, ach, basteln wir uns hin, wird schon gehen.

Bloed ist halt das Regelungstechnik nicht alleine, aber sich mit ein 
Grund ist warum es in der Nachrichtentechnik so viele Abbrecher gibt. 
Irgendwann kreisen dann die Pol und Nullstellen auf der Wurzelortkurve 
im Hirn und die Zunge haengt raus und schlabbert wie ein Diracimpuls. 
:-D

Vanye
von Joachim B. (jar)


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Mit einem PID Regler scheiterte ich wenn dabei ein TOTZEIT Glied in der 
Regelstrecke war, ergo hatte ich Erfolg mit einem 2-punkt Regler, zu 
hoch AUS, zu tief AN, die Hysterese erfolgte durch die AD-Auflösung.
: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Joachim B. schrieb:
> Mit einem PID Regler scheiterte ich wenn dabei ein TOTZEIT Glied in der
> Regelstrecke war,

Kein Wunder, ein lineares System, wie ein PID-Regler kann mit Totzeiten 
nicht umgehen, weil du die nicht als Übertragungsfunktion mit Pol- und 
Nullstellen darstellen kannst.
Da bist du dann schnell bei Kompromissen bzgl. der Regelgeschwindigkeit, 
wenn du einen PID-Regler stabil bekommen willst.
: Bearbeitet durch User
von Stephan (stephan_h623)


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J. T. schrieb:
> Hier mal beispielhaft für nen Drehzahl(PID)regler:
>
> Du hast einen Drehzahlsensor, der gibt dir bei 0 Upm 0 aus und bei
> maximaler Motordrehzahl eine 1 (normalisiert auf maximale Drehzahl).
>
> Dann hast du eine Sollwertvorgabe von 0 bis zur normalisierten 1.
>
> ...
>
> Das hatte mich irgendwie überrascht, dass der Regler hauptsächlich vom I
> lebt, als ich mich das erste Mal mit Regeltechnik befasste.

Kein Wunder. So einen blöden Regler würde auch keiner bauen.
(Sehen wir mal von Reihenschlussverhalten ab)

Auch didaktisch ist das ganze Käse. Da würde man erst mal die 
P-Verstärkung erhöhen (deutliches Schwingen aber viel weniger 
Regelabweichung). Nen Erwartungswert (50% Drehzahl brauchen z.B. 
mindestens 40% Spannung) für die Motorsteuerung einbauen (schwingt dann 
absolut weniger). Den Sollsprung (für den P-Vergleich) etwas dämpfen 
(PT1-Verhalten), so dass der Motor ansatzweise folgen kann.

Dann kommt der D-Anteil um die Schwingungen zu dämpfen, aber die 
bleibende Regelabweichung ist weiterhin sichtbar.

Und ganz am Ende darf dann etwas I-Anteil dazu, wenn das vorherige 
verstanden ist. I vor D kommt mir verkehrt vor.

Das ist alles mit Schulwissen gut verstehbar. Genaue Rechnung und 
Beobachter kommen danach. Vor oder nach dem I-Anteil kommen dann Systeme 
höherer Ordnung also mit echten Totzeiten oder PT2-N-Verhalten.
von Joachim B. (jar)


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Rainer W. schrieb:
> Da bist du dann schnell bei Kompromissen bzgl. der Regelgeschwindigkeit,
> wenn du einen PID-Regler stabil bekommen willst.

Habe ich über Stunden im E-Labor feststellen dürfen und mich für eine 
sehr gut funktionierende Lösung entschieden, jedenfalls eine um 160K 
bessere Regelung als der gekaufte Regler, der vorher schon installiert 
war.
von Stephan (stephan_h623)


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Joachim B. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Da bist du dann schnell bei Kompromissen bzgl. der Regelgeschwindigkeit,
>> wenn du einen PID-Regler stabil bekommen willst.
>
> Habe ich über Stunden im E-Labor feststellen dürfen und mich für eine
> sehr gut funktionierende Lösung entschieden, jedenfalls eine um 160K
> bessere Regelung als der gekaufte Regler, der vorher schon installiert
> war.

Das ist dann halt ne Sache für nen Beobachter (Modell der Regelstrecke). 
Also die erwartete Auswirkung einer Stellgrößenänderung über z.B. ein 
PT1-Glied passender Zeitkonstante zum Messwert addieren.
Auch wenn das Modell Faktor 2 daneben liegt dämpfst die Schwingung damit 
ganz erheblich. Vor allem wenn ein I-Anteil dabei ist.

Gemein wirds wenn du z.B. nen Ofen mit Kohle befeuerst. Dann wird das 
Feuer beim Nachlegen evtl. zunächst kälter, nach ein paar Minuten aber 
umso heißer.
Da wird per P-Regelung zunächst noch schneller Kohle draufgeschüttet 
weil die Temperatur ja noch niedriger ist als vorher. Der D-Anteil legt 
nochmal drauf weil die Temperatur fällt. Und I wächst auch noch weiter.

Sowas kannst dann nur noch dumm über ne sehr gemütliche Regelung lösen, 
was dann aber schwingt. Oder du nimmst ein Modell/Beobachter und 
prognostizierst - möglichst zutreffend - dass die 10 kg Kohle in Kürze 
zusätzliche 50°C produzieren und addierst das zum Temperatur-Messwert. 
Dann wird die ganze Sache sehr viel gleichmäßiger.
von Martin S. (mmaddin)


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Jonas schrieb:
> jedoch
> schließen sich die Lücken bei mir nicht..

Welche "Lücken" hast du denn? Du hast hier seit fünf Tagen nichts 
gefragt oder beantwortet... so kommst du nicht ans Ziel.
von Christoph M. (mchris)


Angehängte Dateien:

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Vielleicht hilft das hier weiter: Eine Simulation eines PID-Reglers am 
Ofenmodell.
Ob es genau stimmt, weiß ich nicht, es ist auf die schnelle in ein paar 
Runden mit Qwen2.7 gemacht. Von weitem sieht es mal nicht schlecht aus 
und man kann damit spielen.
: Bearbeitet durch User
von Martin S. (mmaddin)


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Jonas schrieb:
> Ich kenne die einzelnen
> Komponenten

Vielleicht liegt es daran:

"Ich kenne Zahlen und Operatoren, aber wie rechnet man nun..."

Aber so lange der sich nicht meldet - bringt das eh alles nichts...
: Bearbeitet durch User
von Hans W. (hanswieland)


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Martin S. schrieb:
> Du hast hier seit fünf Tagen nichts
> gefragt oder beantwortet...

Das ist offenbar der Knackpunkt. Von nichts kommt nichts.
von Wastl (hartundweichware)


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Wer es jetzt mit dem Freitag noch nicht kapiert hat dem ist
nicht mehr zu helfen.

Beitrag "Re: Zusammenführung µC & Regelungstechnik"
von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Wastl schrieb:

> Wer es jetzt mit dem Freitag noch nicht kapiert hat dem ist
> nicht mehr zu helfen.

Wenn sich die Traffic-Trolle wenigstens alle an die Freitags-Regel 
halten würden. Tun sie aber nicht. Objektiv betrachtet scheint 
inzwischen die weit überwiegende Mehrzahl aller neuen Beiträge von 
solchen Leuten zu stammen.

Eine gewisse statistische Häufung an Freitagen ist immer noch vorhanden, 
aber der Peak sinkt seit Jahren und dürfte in nicht allzu ferner Zukunft 
unter die Grenze der statistischen Signifikanz sinken.

Ist aber irgendwie auch gut: Bedeutet ja letztlich eigentlich: Es gibt 
praktisch keine echten Probleme mehr. Zumindest nicht bei den Leuten, 
die in diesem Forum sind...
von Hans W. (hanswieland)


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Ob S. schrieb:
> Bedeutet ja letztlich eigentlich: Es gibt praktisch keine echten
> Probleme mehr.

Oder: das Hobby stirbt aus
von Wastl (hartundweichware)


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Ob S. schrieb:
> Objektiv betrachtet scheint
> inzwischen die weit überwiegende Mehrzahl aller neuen Beiträge von
> solchen Leuten zu stammen.

Da deckt sich deine "objektive" Wahrnehmung zu einem grossen
Prozentsatz mit meinen Beobachtungen. Wenn das nur die vielen
Scheuklappenträger auch so sehen würden .....
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