Hallo zusammen! Für meine Studienarbeit soll ich einen digitalen PI-Regler zur Drehzahlregelung entwerfen, dimensionieren und in Betrieb nehmen. Der Algorithmus des Reglers selbst macht mir keine Probleme, sondern die theoretische Parameterauslegung, die vorher erfolgen soll. Vielleicht kennt sich einer mit Regelungstechnik ein bisschen aus und kann mir helfen. Also der Drehzahlregler arbeitet mit einer Zykluszeit von 15 ms. Diese relativ lange Zeit ergibt sich aus der relativ geringen Inkrementalgeberauflösung von nur 10 bit. Wenn ich jetzt das regelungstechnische Ersatzbild aufstelle, berücksichtige ich also für die Regelstrecke eine Totzeit von 15 ms?! Nun ist dann noch das Problem mit der Drehzahlerfassung: Der Motor hat eine relativ kleine beschleunigungszeit und kann in diesen 15 ms ca. um 60 U/min beschleunigen oder bremsen. Mit Inkrementalgeber kann ich aber nur die Impulse in den 15 ms zählen, was also automatisch bei einer Beschleunigung von 0 auf 60 einen Mittelwert von 30 ergibt, also nicht dem aktuellen Istwert entspricht. Nun meine Frage, wie berücksichtige ich diesen Effekt in der theoretischen Reglerauslegung? Kommt hier noch eine Totzeit oder ein Verzögerungsglied zusätzlich hinzu? Oder mache ich einen grundsätzlichen Denkfehler? Habe schon lange gegoogelt, aber leider nichts aufhellendes gefunden. Bin für jede Hilfe dankbar! Gruß Andreas
Was meinst du mit pll? Ich kenne nur phase locked loop, und weiß nicht, wie mir das bei meinem Problem helfen kann. Gruß Andreas
naja ich dachte mir das so: von dem inkrementalgeber erhälts du ja eine frequenz die proportional der drehzahl ist. als sollwert verwendest du die soll-drehzahl des motors. den istwert erhältst du vom inkrementalgeber. mittels der pll baust du dann eine regelschleife auf, welche das system dann auf einer konstanten frequenz 'hält'.
Es soll schon ein ganz normaler Regelkreis mit PI-Regler sein. Wichtig ist nur, die Parameter Kp und Ki nicht durch Versuch, sondern theoretisch per symetrischem Optimum zu berechnen. Leider weiß ich halt noch nicht genau, mit welchem Übertragungsverhalten ich den Drehzahlgeber annähern kann. Finde immer nur analoge Regelkreise mit Tachomaschine, oder eben experimentelle Bestimmung, das bringt mich allerdings beides nicht weiter.
Was florian meinte: regle nicht die Drehzahl, sondern die Frequenz, die von der Tachoscheibe kommt. Das darfst Du dann auch mit einem PI-Regler machen. Der Witz an der PLL ist, daß Du den Phasenunterschied zwischen zwei Frequenzen auf 0 regelst. Wie das gemacht wird, ist nicht definiert und hängt stark vom Verwendungszweck ab. Die Frage ist, ob Du einen diskreten Regler mit dt=15ms überhaupt stabil hinbekommst und ob Du bei dieser Abtastzeit Überschwinger kontrollieren kannst. Ich schaue nochmal in meine Vorlesungsunterlagen heute Abend. ciao, Stefan.
Hört sich ja ganz interessant an, sollte ich mich vielleicht mal näher mit befassen. Vielen Dank erstmal. Ich meine, die 15 ms lassen sicherlich keine guten Dynamikwerte zu, aber mit entsprechend geringer Verstärkung sollte es doch gehen?
Das solltest Du ja rausfinden mit Deinen theoretischen Überlegungen. Dort definierst Du Parameter, wie Überschwinger, schnelles oder langsames Einschwingen und Reglergenauigkeit. Schnelles Einschwingen bedeutet ja, daß man auch große Überschwinger hat. Keine Überschwinger bedeuten wiederum, daß das Einschwingen sehr lange dauert. Ich habe nochmal in meine Regelungstechnik Aufzeichnungen geschaut. Dort werden diskrete Regler aber nur sehr hintergründig behandelt. Habt Ihr keine Regelungstechniker an Eurem Fachbereich? Mein Wissen beschränkt sich leider nur auf die Grundlagen und experimentelles bestimmen der Reglerparameter. Ist denn Überhaupt eine Modellbestimmung des Systems gefordert? Ansonsten würde ich mir das sparen und die Reglerparameter experimentell bestimmen. Das kann man auch theoretisch ausformulieren, wenn Mathematik gefordert ist. Was studierst Du überhaupt? ciao, Stefan.
Ich studiere E-Technik, Fachrichtung Automatisierungstechnik. Sinn der Übung ist es halt, Theorie und Praxis zu vereinen, das heißt, ich soll den Regler theoretisch bestimmen, wozu ich leider die Strecke brauche und eben experimentell bestätigen, oder eben Abweichungen begründen. Habe jetzt schon rausgefunden, dass die Abtastung der Regelung mit einem Totzeitglied halber Abtastzeit genähert werden kann. Außerdem habe ich zur Spannungsmessung mit einem VCO was gefunden. Der gibt also eine zur Spannung proportionale Frequenz aus. Wenn man diese in einer festen Abtastzeit T zählt, ergibt sich auch eine Totzeit halber Abtastzeit. Im Prinzip müsste dann doch auch für die Drehzahlmessung mit Inkrementalgeber das gleiche gelten, oder? Ich käme dann also auf eine gesamte Totzeit von 15 ms, wenn die einfach addiert werden dürfen. Vielleicht gehe ich morgen mal ins Labor und probiere, ob sich mit diesen Werten ein ähnliches Verhalten ergibt, wie die Theorie für symetrisches Optimum vorsieht. Den Rest habe ich nämlich eigentlich soweit fertig. Gruß Andreas
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