Die Helligkeit X eines leeren Raumes mit einem Fenster soll konstant gehalten werden.
Die Helligkeit dieses Raumes wird durch die Sonneneinstrahlung als Störgrösse beeinflusst. Ein Lichtsensor stellt im Sekundentakt digital die relevante/aktuelle Helligkeit(Istgröße) Y zur Verfügung. Mittels künstlichem Licht Z im Raum kann die Helligkeit verändert werden.
(X sei auch bei maximaler Sonneneinstrahlung >0, die Lichtänderungen durch Sonne und Kunstlicht sollen sich linear verhalten)
Nun soll es 2 Ansätze geben:
digitaler PI(D) Regler mit bekanntem Regelverhalten
NI Bauchgefühllösung: Da die Istgröße Y in regelmäßigen Zeitabständen geliefert wird, wird in einer Endlosschleife rein rechnerisch stets die Differenz zwischen Soll und Ist gebildet und bei jedem Schleifendurchlauf so viel künstliches Licht Z hinzugefügt, dass Y+Z=X ist. Die Schleife werde 1 Mal pro Sekunde durchlaufen.
Ist die Lösung 1 oder 2 besser (mit Begründung bitte)?
Die Begründung findest du sicher selber raus, wenn du den Unterschied zwischen Regelung und Steuerung verstehst. Wenn nicht, frag nochmal deinen Lehrer.
und bei jedem Schleifendurchlauf so viel künstliches Licht Z
hinzugefügt, dass Y+Z=X ist.
Wie sagst du deiner Lichtquelle wie viel "Z" ist?
Wenn du jetzt antwortest, dass du halt die künstlich Lichtquelle auf irgendeinen Wert stellst und dann in den nächsten Iteration schaust wie viel näher du dem Sollwert gekommen bist, dann hast du gerade den digitalen I Regler erfunden.
Hmmm, ich ging immer davon aus, dass die Beantwortung einer "oder"-Frage mit "ja" bzw. "nein" dem hinsichtlich sozialer Interaktion wesentlich höher entwickelten weiblichen Hirn vorbehalten ist.
Wie sagst du deiner Lichtquelle wie viel "Z" ist?
Wenn du jetzt antwortest, dass du halt die künstlich Lichtquelle auf
irgendeinen Wert stellst und dann in den nächsten Iteration schaust wie
viel näher du dem Sollwert gekommen bist, dann hast du gerade den
digitalen I Regler erfunden.
Betrachte die einzelnen Komponenten des Systems als selbständig, die aber eine Ausgangsgröße mit einheitlicher Einheit (z.B. Volt) liefern und die vereinfacht in einer linearen Abhängigkeit (Lichtstärke zu Spannung) stehen. Die lineare Abhängigkeit Lichtstärke zu Spannung sei mathematisch bekannt. Hier soll aber nicht gerechnet werden sondern entschieden werden, welcher Ansatz der bessere aus genannten Gründen ist.
(2 ist kein I Regler- ein I Regler hätte im ersten Iterationsschritt nicht schon den Sollwert erreicht, es ist aber auch keine Steuerung, die eine Rückkopplung nicht braucht)
Mittels künstlichem Licht Z im Raum kann die Helligkeit verändert werden
Ist das konstantes Licht oder flackert es mit 100Hz wie z.B. bei
Leuchtstoffröhren?
Idealisiert; nehmen wir an, es ist Halogenlicht, dessen Helligkeit über Spannung/Stromstärke bestimmt wird (Gleichspannung/Gleichstrom)
Finn R. schrieb:
Ist die Lösung 1 oder 2 besser (mit Begründung bitte)?
In der Realität ist 1 Sekunde Messabstand viel zu langsam für die Augen.
Denn die können locker 25 mal pro Sekunde abtasten.
Also darf sich die Helligkeit niemals wie bei 2 im Sekundentakt
sprunghaft ändern, sondern muss hübsch langsam angepasst werden.
Somit bleibt 1 mit 100-facher Überabtastung und langsamem I-Anteil.
P-Anteil wäre Gimmick, D-Anteil völlig unnötig.
Sonnenlicht ändert sich nicht so schnell und das Kunstlicht soll ja das Sonnenlicht entsprechend korrigieren. Die Frage soll keine Rechenaufgabe sein sondern eher ein "Gedankenexperiment" um 2 verschiedene Lösungsansätze (Vor-Und Nachteile) abzuwägen.
Betrachte die einzelnen Komponenten des Systems als selbständig, die
aber eine Ausgangsgröße mit einheitlicher Einheit (z.B. Volt) liefern
und die vereinfacht in einer linearen Abhängigkeit (Lichtstärke zu
Spannung) stehen. Die lineare Abhängigkeit Lichtstärke zu Spannung sei
mathematisch bekannt. Hier soll aber nicht gerechnet werden sondern
entschieden werden, welcher Ansatz der bessere aus genannten Gründen
ist.
(2 ist kein I Regler- ein I Regler hätte im ersten Iterationsschritt
nicht schon den Sollwert erreicht, es ist aber auch keine Steuerung, die
eine Rückkopplung nicht braucht)
Sorry das verstehe ich nicht. Klingt für mich nach einer Steuerung, bei der du eine bekannte Kennlinie zwischen Stellwert und der Beleuchtungsstärke der künstlichen Beleuchtung am gemessenen Punkt voraussetzt.
Die Messung des Istwerts scheint nur dazu zu dienen den eigentlichen Wert der "Störgröße" (Dem natürlichen Licht) zu ermitteln, und entsprechend den absoluten Stellwert für die künstliche Beleuchtung zu berechnen.
Hmmm, ich ging immer davon aus, dass die Beantwortung einer "oder"-Frage
mit "ja" bzw. "nein" dem hinsichtlich sozialer Interaktion wesentlich
höher entwickelten weiblichen Hirn vorbehalten ist.
Das auch. Das gilt aber auch für Fragen der Art: was ist besser, a oder a?
Mit Bauchgefühl hat das wenig zu tun. Da steht solide Regelungstechnik
dahinter.
Habe auch nicht behauptet oder geschrieben, dass ein Lehrbuch PI(D) Regler was mit Bauchgefühl zu tun hat sondern habe den Lehrbuch PI(D) Regler dem genannten Lösungsvorschlag 2 gegenübergestellt, den ich als NI-Bauchgefühlregler bezeichnet habe.
Betrachte die einzelnen Komponenten des Systems als selbständig, die
aber eine Ausgangsgröße mit einheitlicher Einheit (z.B. Volt) liefern
und die vereinfacht in einer linearen Abhängigkeit (Lichtstärke zu
Spannung) stehen. Die lineare Abhängigkeit Lichtstärke zu Spannung sei
mathematisch bekannt. Hier soll aber nicht gerechnet werden sondern
entschieden werden, welcher Ansatz der bessere aus genannten Gründen
ist.
(2 ist kein I Regler- ein I Regler hätte im ersten Iterationsschritt
nicht schon den Sollwert erreicht, es ist aber auch keine Steuerung, die
eine Rückkopplung nicht braucht)
Sorry das verstehe ich nicht. Klingt für mich nach einer Steuerung, bei
der du eine bekannte Kennlinie zwischen Stellwert und der
Beleuchtungsstärke der künstlichen Beleuchtung am gemessenen Punkt
voraussetzt.
Die Messung des Istwerts scheint nur dazu zu dienen den eigentlichen
Wert der "Störgröße" (Dem natürlichen Licht) zu ermitteln, und
entsprechend den absoluten Stellwert für die künstliche Beleuchtung zu
berechnen.
Mir ist auch kein technischer Begriff für Vorschlag 2 eingefallen (deshalb "Bauchgefühlregler") Vorschlag 1 stammt ja aus dem Lehrbuch. Aber ich stimme dir zu, dass auch Teilkomponenten eine Steuerung darstellen, wobei die Hülle eine Regelung bleibt - also eine Kombi/Mischung zwischen Steuerung und Regelung. Wenn man Vorschlag 2 durchspielt, dann ist die Sollgröße im ersten Iterationsschritt erreicht und bleibt danach auch ziemlich stabil
Idealisiert; nehmen wir an, es ist Halogenlicht, dessen Helligkeit über >>Spannung/Stromstärke bestimmt wird (Gleichspannung/Gleichstrom)
Die beiden Größen kannst du dir nicht frei aussuchen, weil sie über die Strom-Spannungskennlinie fest miteinander verknüpft sind.
Nur EINE ist vorgegeben/bekannt (habe die Spannung erwähnt), die andere ergibt sich daraus. Die "Idealisierung" habe ich auf die Linearität zwischen Spannung und Lichstärke bezogen,. dessen Zusammenhang in der Praxis ja nicht linear ist.
