PI-Regler für GS-Motor

Kartoffel Gast #724667
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Hi Leute,
also ich bin grad dabei, einen PI Regler zu programmieren.
Möchte nämlich die Geschwindigkeit regeln, die aktuelle Drehzahl lässt 
sich nicht ohne eure Hilfe schon sehr gut bestimmen.
Also wie der Regler funktioniert, weiß ich, hab aber bezüglich 
Realisierung noch ein paar Fragen und zwar:
1) Begrenzung der Stellgröße:
Die Stellgröße ist ja der Reglerausgang und Regelstrecke-Eingang.
Stimmt es, dass die die maximale Geschwindigkeit meines Motors 
darstellt?
Also wenn ich max. Drehzahl von 3000 hab, muss die Stellgröße einfach 
auf
int-Wert 3000 begrenzen?
2) Was ist mit dem Windup? Das ist doch dafür da, damit mir mein 
I-Anteil nicth abhaut, oder? Wie begrenze ich denn den I-Anteil?
3) Offset beim P-Anteil, brauch ich den?

txs
Antwort Zitieren Bearbeiten Thread verschieben Thread sperren Anmeldepflicht aktivieren Anpinnen Thread löschen Thread mit anderem zusammenführen Beitrag melden
Michael K. #724776
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Kartoffel wrote:
> Hi Leute,
> also ich bin grad dabei, einen PI Regler zu programmieren.
> Möchte nämlich die Geschwindigkeit regeln, die aktuelle Drehzahl lässt
> sich nicht ohne eure Hilfe schon sehr gut bestimmen.
> Also wie der Regler funktioniert, weiß ich, hab aber bezüglich
> Realisierung noch ein paar Fragen und zwar:
> 1) Begrenzung der Stellgröße:
> Die Stellgröße ist ja der Reglerausgang und Regelstrecke-Eingang.

jep.

> Stimmt es, dass die die maximale Geschwindigkeit meines Motors
> darstellt?

Kommt drauf an was Deine Steuergröße und Deine Regelgröße ist ! Ich 
denke mal die Drehzahl soll geregelt werden, dann ist die Eingangsgröße 
bespielsweise das PWM Tastverhältnis.

> Also wenn ich max. Drehzahl von 3000 hab, muss die Stellgröße einfach
> auf
> int-Wert 3000 begrenzen?

s.o.

> 2) Was ist mit dem Windup? Das ist doch dafür da, damit mir mein
> I-Anteil nicth abhaut, oder? Wie begrenze ich denn den I-Anteil?

jep. Schalte die "Integration" einfach in Bereichen ab, die weit von der 
Sollgröße weg sind (denn da ist der P - Anteil schon groß genug, 
Beispiel: Aktuelle Drehzahl 1000 U/min .... neuer Sollwert: 2500 U/min 
... Die Integration darf aber erst "loslegen", wenn der Absolutbetrag 
von (Soll - Ist) eine bestimmten Wert unterschreitet. Z.B. 500)

> 3) Offset beim P-Anteil, brauch ich den?

Mir ist nicht ganz klar, was Du mit Offset meinst, aber normalerweise 
macht der integrelle Anteil ja den stationären Regelfehler weg ...

> txs


Grüße,

Michael
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Kartoffel Gast #724791
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Also meine Regelstrecke ist ein Motor mit einem Encoder. Der Motor wird 
mittels PWM angetrieben, PWM erzeuge ich selbst, ich poste einfach 
meinen Code:
1
//****************************************************************************

2
// @Function      void CC2_vInit(void) 

3
//

4
//----------------------------------------------------------------------------

5
// @Description   This is the initialization function of the CAPCOM2 function 

6
//                library. It is assumed that the SFRs used by this library 

7
//                are in its reset state. 

8
//

9
//----------------------------------------------------------------------------

10
// @Returnvalue   None

11
//

12
//----------------------------------------------------------------------------

13
// @Parameters    None

14
//

15
//----------------------------------------------------------------------------

16
// @Date          21.11.2007

17
//

18
//****************************************************************************

19


20
// USER CODE BEGIN (Init,1)

21


22
// USER CODE END

23


24
void CC2_vInit(void)

25
{

26
  // USER CODE BEGIN (Init,2)

27


28
  // USER CODE END

29


30
  ///  -----------------------------------------------------------------------

31
  ///  Configuration of CAPCOM2 Control:

32
  ///  -----------------------------------------------------------------------

33
  ///  - the contents of the port register is changed by the CAPCOM2 unit

34
  ///  - staggered mode is disabled

35


36
  CC2_IOC        =  0x0004;      // load CAPCOM2 I/O control register

37


38
  ///  -----------------------------------------------------------------------

39
  ///  Configuration of CAPCOM2 Timer 7:

40
  ///  -----------------------------------------------------------------------

41
  ///  - timer 7 works in timer mode

42
  ///  - prescaler factor is 1

43
  ///  - timer 7 run bit is set

44


45
  ///  -----------------------------------------------------------------------

46
  ///  Configuration of CAPCOM2 Timer 8:

47
  ///  -----------------------------------------------------------------------

48
  ///  - timer 8 works in timer mode

49
  ///  - prescaler factor is 1

50
  ///  - timer 8 run bit is reset

51


52


53
  CC2_T78CON     =  0x0000;      // load CAPCOM2 timer 7 and timer 8 

54
                                 // control register

55


56
  CC2_T7         =  0xFCE0;      // load CAPCOM2 timer 7 register

57


58
  CC2_T7REL      =  0xFCE0;      // load CAPCOM2 timer 7 reload register

59


60
  CC2_T8         =  0x0000;      // load CAPCOM2 timer 8 register

61


62
  CC2_T8REL      =  0x0000;      // load CAPCOM2 timer 8 reload register

63


64
  ///  -----------------------------------------------------------------------

65
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Timer Port Pins:

66
  ///  -----------------------------------------------------------------------

67


68


69
  ///  -----------------------------------------------------------------------

70
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Timer Interrupts:

71
  ///  -----------------------------------------------------------------------

72
  ///  Tmr7 service request node configuration:

73
  ///  - Tmr7 interrupt priority level (ILVL) = 10

74
  ///  - Tmr7 interrupt group level (GLVL) = 1

75
  ///  - Tmr7 group priority extension (GPX) = 0

76


77
  CC2_T7IC       =  0x0069;     

78


79


80


81
  ///  -----------------------------------------------------------------------

82
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 16:

83
  ///  -----------------------------------------------------------------------

84
  ///  - channel 16 is disabled

85


86
  CC2_CC16       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 16 register

87


88
  ///  -----------------------------------------------------------------------

89
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 17:

90
  ///  -----------------------------------------------------------------------

91
  ///  - channel 17 is disabled

92


93
  CC2_CC17       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 17 register

94


95
  ///  -----------------------------------------------------------------------

96
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 18:

97
  ///  -----------------------------------------------------------------------

98
  ///  - channel 18 is disabled

99


100
  CC2_CC18       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 18 register

101


102
  ///  -----------------------------------------------------------------------

103
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 19:

104
  ///  -----------------------------------------------------------------------

105
  ///  - channel 19 is disabled

106


107
  CC2_CC19       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 19 register

108


109
  ///  -----------------------------------------------------------------------

110
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 20:

111
  ///  -----------------------------------------------------------------------

112
  ///  - channel 20 is disabled

113


114
  CC2_CC20       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 20 register

115


116
  ///  -----------------------------------------------------------------------

117
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 21:

118
  ///  -----------------------------------------------------------------------

119
  ///  - channel 21 is disabled

120


121
  CC2_CC21       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 21 register

122


123
  ///  -----------------------------------------------------------------------

124
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 22:

125
  ///  -----------------------------------------------------------------------

126
  ///  - channel 22 is disabled

127


128
  CC2_CC22       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 22 register

129


130
  ///  -----------------------------------------------------------------------

131
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 23:

132
  ///  -----------------------------------------------------------------------

133
  ///  - channel 23 is disabled

134


135
  CC2_CC23       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 23 register

136


137
  ///  -----------------------------------------------------------------------

138
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 24:

139
  ///  -----------------------------------------------------------------------

140
  ///  - channel 24 is disabled

141


142
  CC2_CC24       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 24 register

143


144
  ///  -----------------------------------------------------------------------

145
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 25:

146
  ///  -----------------------------------------------------------------------

147
  ///  - channel 25 is disabled

148


149
  CC2_CC25       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 25 register

150


151
  ///  -----------------------------------------------------------------------

152
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 26:

153
  ///  -----------------------------------------------------------------------

154
  ///  - channel 26 is disabled

155


156
  CC2_CC26       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 26 register

157


158
  ///  -----------------------------------------------------------------------

159
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 27:

160
  ///  -----------------------------------------------------------------------

161
  ///  - channel 27 is disabled

162


163
  CC2_CC27       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 27 register

164


165
  ///  -----------------------------------------------------------------------

166
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 28:

167
  ///  -----------------------------------------------------------------------

168
  ///  - compare mode 2:  interrupt only

169
  ///  - CC28 allocated to CAPCOM2 timer 7

170
  ///  - single event mode is disabled

171


172


173
  CC2_CC28       =  0xFF00;      // load CAPCOM2 channel 28 register

174


175
  ///  -----------------------------------------------------------------------

176
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 29:

177
  ///  -----------------------------------------------------------------------

178
  ///  - channel 29 is disabled

179


180
  CC2_CC29       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 29 register

181


182
  ///  -----------------------------------------------------------------------

183
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 30:

184
  ///  -----------------------------------------------------------------------

185
  ///  - compare mode 2:  interrupt only

186
  ///  - CC30 allocated to CAPCOM2 timer 7

187
  ///  - single event mode is disabled

188


189


190
  CC2_CC30       =  0xFE00;      // load CAPCOM2 channel 30 register

191


192
  ///  -----------------------------------------------------------------------

193
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel 31:

194
  ///  -----------------------------------------------------------------------

195
  ///  - channel 31 is disabled

196


197
  CC2_CC31       =  0x0000;      // load CAPCOM2 channel 31 register

198


199
  CC2_M4         =  0x0000;      // load CAPCOM2 mode register 4

200
  CC2_M5         =  0x0000;      // load CAPCOM2 mode register 5

201
  CC2_M6         =  0x0000;      // load CAPCOM2 mode register 6

202
  CC2_M7         =  0x0606;      // load CAPCOM2 mode register 7

203


204
  CC2_DRM        =  0x0000;      // load CAPCOM2 double-register mode register

205


206
  CC2_SEM        =  0x0000;      // load CAPCOM2 single event mode register

207


208
  CC2_SEE        =  0x0000;      // load CAPCOM2 single event enable register

209


210
  CC2_OUT        =  0x0000;      // load CAPCOM2 compare output register

211


212
  ///  -----------------------------------------------------------------------

213
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channel Port Pins:

214
  ///  -----------------------------------------------------------------------

215


216


217
  ///  -----------------------------------------------------------------------

218
  ///  Configuration of the used CAPCOM2 Channels Interrupts:

219
  ///  -----------------------------------------------------------------------

220
  ///  CC28 service request node configuration:

221
  ///  - CC28 interrupt priority level (ILVL) = 10

222
  ///  - CC28 interrupt group level (GLVL) = 2

223
  ///  - CC28 group priority extension (GPX) = 0

224


225
  CC2_CC28IC     =  0x006A;     

226


227


228
  ///  CC30 service request node configuration:

229
  ///  - CC30 interrupt priority level (ILVL) = 10

230
  ///  - CC30 interrupt group level (GLVL) = 3

231
  ///  - CC30 group priority extension (GPX) = 0

232


233
  CC2_CC30IC     =  0x006B;     

234


235


236


237
  CC2_T78CON_T7R    = 1;    // set CAPCOM2 timer 7 run bit

238


239
  // USER CODE BEGIN (Init,3)

240


241
  // USER CODE END

242


243
} //  End of function CC2_vInit

244


245


246
//****************************************************************************

247
// @Function      void CC2_viTmr7(void) 

248
//

249
//----------------------------------------------------------------------------

250
// @Description   This is the interrupt service routine for the CAPCOM2 timer 

251
//                7. It is called when overflow of the timer 7 register 

252
//                occurs.

253
//                Please note that you have to add application specific code 

254
//                to this function.

255
//

256
//----------------------------------------------------------------------------

257
// @Returnvalue   None

258
//

259
//----------------------------------------------------------------------------

260
// @Parameters    None

261
//

262
//----------------------------------------------------------------------------

263
// @Date          21.11.2007

264
//

265
//****************************************************************************

266


267
// USER CODE BEGIN (Tmr7,1)

268


269
// USER CODE END

270


271
void CC2_viTmr7(void) interrupt CC2_T7INT using RB_LEVEL10

272
{

273
  // USER CODE BEGIN (Tmr7,2)

274
  P7_P4=0;

275
  P7_P5=1;

276
  P7_P6=0;

277
  P7_P7=1;

278
  // USER CODE END

279


280
} //  End of function CC2_viTmr7

281


282


283
//****************************************************************************

284
// @Function      void CC2_viCC28(void) 

285
//

286
//----------------------------------------------------------------------------

287
// @Description   This is the interrupt service routine for the CAPCOM2 

288
//                register CC28. If the content of the corresponding compare 

289
//                timer (configurable) equals the content of the 

290
//                capture/compare register CC28 or if a capture event occurs 

291
//                at the associated port pin, the interrupt request flag is 

292
//                set and an interrupt is triggered (only if enabled).

293
//                Please note that you have to add application specific code 

294
//                to this function.

295
//

296
//----------------------------------------------------------------------------

297
// @Returnvalue   None

298
//

299
//----------------------------------------------------------------------------

300
// @Parameters    None

301
//

302
//----------------------------------------------------------------------------

303
// @Date          21.11.2007

304
//

305
//****************************************************************************

306


307
// USER CODE BEGIN (CC28,1)

308


309
// USER CODE END

310


311
void CC2_viCC28(void) interrupt CC2_CC28INT using RB_LEVEL10

312
{

313
  // USER CODE BEGIN (CC28,2)

314
  P7_P4=1;

315
  P7_P5=0;

316


317
  // USER CODE END

318


319
} //  End of function CC2_viCC28

320


321


322
//****************************************************************************

323
// @Function      void CC2_viCC30(void) 

324
//

325
//----------------------------------------------------------------------------

326
// @Description   This is the interrupt service routine for the CAPCOM2 

327
//                register CC30. If the content of the corresponding compare 

328
//                timer (configurable) equals the content of the 

329
//                capture/compare register CC30 or if a capture event occurs 

330
//                at the associated port pin, the interrupt request flag is 

331
//                set and an interrupt is triggered (only if enabled).

332
//                Please note that you have to add application specific code 

333
//                to this function.

334
//

335
//----------------------------------------------------------------------------

336
// @Returnvalue   None

337
//

338
//----------------------------------------------------------------------------

339
// @Parameters    None

340
//

341
//----------------------------------------------------------------------------

342
// @Date          21.11.2007

343
//

344
//****************************************************************************

345


346
// USER CODE BEGIN (CC30,1)

347


348
// USER CODE END

349


350
void CC2_viCC30(void) interrupt CC2_CC30INT using RB_LEVEL10

351
{

352
  // USER CODE BEGIN (CC30,2)

353
  P7_P6=1;

354
  P7_P7=0;

355


356
  // USER CODE END

357


358
} //  End of function CC2_viCC30

359


360


361


362


363
// USER CODE BEGIN (CC2_General,10)

364


365
// USER CODE END


Ich versteh irgendwie nicht, was meine Stellgröße in diesem Fall ist und 
wohin ich mit der soll.....
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
sechsminuszwei Gast #724795
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Die Stellgroesse ist die Zahl, die ausm Regler kommt und ins Stellglied 
reingeht. Beim PWM-Stellglied ist das demnach die Pulsbreite. Die 
maximale Stelgroesse ist daher die Zahl, bei der der anschlag erreicht 
wird. Das ist bei einem 8Bit PWM 255, bei einem 10bit PWM 1023 usw. Ich 
hab den code nicht angeschaut.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Kartoffel Gast #724824
Lesenswert?
• ▲
▼ 
@sechsminuszwei:
also meine Pulsantwort wird so bestimmt:
am Anfang ist das PWM-Signal =1, ein Timer läuft mit. Wenn der Inhalt 
des Timers mit dem Inhalt des Compare-Registers übereinstimmt, setz ich 
PMW auf "0", wenn der Timer abgelaufen ist, wieder auf "1" usw.

Also um die Pulsbreite zu beeinflussen, könnte ich so vorgehen:
Pulsbreite= Registerinhalt des Compare_Registers -Startwert vom Timer
Pulsbreite= Stellgröße
Registerinhalt des Compare_Registers= Stellgröße+Startwert vom Timer

oder?
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Michael K. #724877
Lesenswert?
• ▲
▼ 
> Pulsbreite= Stellgröße

Richtig. Da die 16bit hat --> 0 - 65535

Du musst aber noch die Größen umrechnen !!

Du hast die Drehzahl als Regelgröße und die Pulsbreite als Stellgröße.

Da die beiden Wertemässig nicht zusammen passen musst Du vorher ein 
sogenanntes Command - Shaping machen:

Mach einfach mal ein paar Testläufe, mit stationären Zuständen, damit Du 
die Größenordungen ein wenig abschätzen kannst !

z.B.

PWM Tastverhältnis --> Drehzahl
10% (6553) --> 400 U/min
20% (13107) --> 600 U/min
30% (19660) --> 900 U/min
...

Du hast oben geschrieben, daß Deine max. Drehzahl rund 3000 U/min ist. 
Somit sind 0 U/min 0% und 3000U/min 100%. Jetzt musst Du nur noch die 
Prozente anpassen (Command Shaping) und die Reglerparameter tunen.

Regeldifferenz DeltaU = (Soll - Ist)

Stellgröße (PWM Tastverhältnis) = Kp * DeltaU + Ki * Integral (DeltaU)

Das Integral kannst Du entweder als Euler vorwärts, oder auch mit Trapez 
rechnen.

Den Anti - Windup kannst du im ersten Versuch wie folgt machen:

if (DeltaU < Limit)
  Stellgröße (PWM Tastverhältnis) = Kp * DeltaU;
else
  Stellgröße (PWM Tastverhältnis) = Kp * DeltaU + Ki * Integral (DeltaU)

Grüße,
Michael
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Kartoffel Gast #724943
Lesenswert?
• ▲
▼ 
@(mmike)
Also das PWM-Tastverhältnis ist ja das Verhältnis zwischen pos. und neg. 
Periode. Heißt bei 50% dreht sich der Motor überhaupt nicht, weil der 
Mittelwert =0 ist.
Wieso hab ich dann bei 3000U-> 100%? Versteh ich net.

Wieso ich die Umdrehungen in Prozente umwandeln soll, hab ich auch nicht 
verstanden :-(
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Michael K. #725274
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Kartoffel wrote:
> @(mmike)
> Also das PWM-Tastverhältnis ist ja das Verhältnis zwischen pos. und neg.
> Periode.

Wie positiv und negativ ?

PWM sieht bei mir so aus

  -----       -----       -----
_|     |_____|     |_____|     |___
  HIGH  LOW   HIGH  LOW

HIGH + LOW = Periode
bei 50 % => HIGH = LOW = Periode / 2

> Heißt bei 50% dreht sich der Motor überhaupt nicht, weil der
> Mittelwert =0 ist.

??

> Wieso hab ich dann bei 3000U-> 100%? Versteh ich net.

100% ensprechen Deiner Maximaldrehzahl. 0% ist wenn sich nix dreht! Oder 
läuft das Ding auch rückwärts ?

> Wieso ich die Umdrehungen in Prozente umwandeln soll, hab ich auch nicht
> verstanden :-(

Um die Sachen aneinander anzupassen (Command Shaping). Denn Dein PWM 
geht ja von 0 - 65535 und die Drehzahl sicher nicht von 0 - 65535 
sondern z.B. von 0 - 3000

Grüße,
Michael
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
JÜrgen G. (Firma: 4CKnowLedge) Persönliche Seite #725302
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Kartoffel wrote:
> Hi Leute,
> also ich bin grad dabei, einen PI Regler zu programmieren.

Wieso neu erfinden? -> Codesammlung

> 1) Begrenzung der Stellgröße:
> Die Stellgröße ist ja der Reglerausgang und Regelstrecke-Eingang.
> Stimmt es, dass die die maximale Geschwindigkeit meines Motors
> darstellt?

jap, bzw. könntest du den Motor auch bis zu einen gewissen Grad 
"schneller" drehen lassen.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Thread beobachten

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

Bestehender Account

oder

Mit Google-Account einloggen

Noch kein Account?

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren