Motorregelung in gekoppelten Systemen

May 21, 2008 77 Replies

Die Reibungsverluste sind -- so meine Berechnungen stimmen -- vergleichsweise klein und werden durch ein wenig Extra-Strom asu der Stromregelung ausgeglichen. Was ich jetzt gerade grüble: das Trägheitsmoment macht sich ja nur bei Beschleunigung bemerkbar. D.h. um das im laufenden Betrieb aktuell zu halten, müsste ich ab und zu mal ein bischen Gas geben. Denn die Beschleunigung, die durch das Abwickeln und den damit abnehmenden Wickelradius (ergo höhere Drehzahl für konstante Tangentialgeschwindigkeit) dürfte, da sie vergleichsweise klein ist, im Rauschen untergehen. Zwischendurch beschleunigen beißt sich dann aber mit der geforderten konstanten Bandgeschwindigkeit. Demzufolge müsste ich bei geschwindigkeitsänderungen kurz anbeschleunigen, ne Rechenpause einlegen, und dann richtig Gas geben. Bzw. versuchen, während der Beschleunigung mitzurechnen. Hmm, mal sehen, ob der µC dafür genügend Dampf hat...

Diesem Schluß habe ich mich inzwischen auch angenähert, daß so ein wenig Federung im Filmweg ganz nützlich ist. Insbesondere beim initialen Anspannen riskiere ich sonst ne ganz nette Kraftspitze, da hier dann wieder das Trägheitsmoment ins Spiel kommt. dv/dt wird ziemlich riesig, wenn das Band Spannung aufnimmt, das wiederum macht mit dem Trägheitsmoment wahnsinnige Drehmomente, die in ganz ordentlichen Kraftspitzen im Band münden. Wenn da mal keine Klebestelle aufgeht, dann nie ;-) Unrunder Lauf ist da IMHO noch vergleichsweise harmlos, da sich die Umfangsgeschwindigkeit nur vergleichsweise langsam ändert, insbesondere ist sie im Gegensatz zum Ruck beim Anspannen stetig.

Gruß, Florian

Davon könnte man ausgehen, klar. Doch holt mich die Realität ein, wenn ein Benutzer dann mal nen halb umgespulten Film auflegt...

Da kann man sich also auch nicht drauf verlassen, selbst wenn es in der Bedienungsanleitung stand...

Gruß, Florian

Das könnte klappen, aber halt nur unter definierten Voraussetzungen: Es wird immer mit einem ganz leeren Wickel angefangen. Das kann ich in der Realität schonmal getrost knicken. Wenn so ein Film dann aus unterschiedlichen Materialien zusammengeklebt ist, ist die ganze schöne Berechnung auch für die Tonne. Ist also so ein netter Ansatz, im konkreten Fall aber wohl nicht praxistauglich.

Das dürfte in fast allen Bereichen so sein, daß kaum bahnbrechende Neuerungen passieren. Aber man kann es ja mal probieren, auch die Information "geht nicht" ist ja aus wissenschaftlicher Sicht wertvoll, auch wenn trotzdem irgendjemand probieren wird, ob's nicht vielleicht doch irgendwie geht. Zumal die Aussage, etwas ginge nicht, ja auch sehr pauschal ist. Bei meiner Recherche habe ich halt auch nichts gefunden was besagt hätte, daß das nicht geht. Und wenn ich etwas gefunden hätte, hätte ich auch genau nach Lücken in der Argumentation oder Abweichungen in den Ausgangsvoraussetzungen gesucht.

Gruß, Florian

Sone Lichtschranke auf die Perforation ist für später auch angedacht, quasi als Teil der Nutzlast, die das Laufwerk später beherbergen soll. Darüber hinaus habe ich auch noch eine mit nem hochauflösenden Drehgeber bestückte Rolle, die mir ebenfalls Information über die Bandgeschwindigkeit liefert. Das funktioniert sogar hier schon ;-)

Gruß, Florian

Zumindest kann echter Film besser sein. Er könnte auch besser sein als das, was man hierzulande in den Kinos gezeigt bekommt, die Qualität war schonmal besser. Das hängt ja auch mit den unzähligen Kopierprozessen zusammen und der teilweise mehrfachen Wandlung Analog/Digital und wieder zurück. Konsequente Nutzung digitaler Technologie kann da durchaus gleichziehen, wenn die Auflösung und der Dynamikbereich ausreichend ist. Ein "echter" 2K-Digitalfilm (also in 2K digital aufgenommen, nachbearbeitet und hinterher auf nem hochwertigen 2K-Projektor ausgegeben) wird nur von "richtig guten" [TM] analogen Produktionen ausgestochen, gegen qualitativ hochwertige 4K hat praktisch kein analoger Film mehr was zu melden. Das bedeutet aber, daß die Studios hochwertige digitale Kameras kaufen müssen (gibt's inzwischen welche in

4K nativ??), anschließend in 4K nachbearbeiten und Kinos finden, die mit 4K-Projektoren ausgestattet sind...

Das, was ich allerdings bisher im Kino gesehen habe, war qualitätsmäßig miserabel. Kein Wunder, daß die da höchstens mal Werbung digital ausspielen...

Gruß, Florian

Eben. Naja, läßt sich halt besser als Innovation verkaufen... ;-)

Ja, sogar leicht verständlich. Zumindest hab ich es verstanden... ;-) Ist ja eigentlich auch straightforward: wenn ich wissen will, wie warm es draußen ist, messe ich ja auch nicht erstmal die Luftfeuchtigkeit, um daraus die Temperatur zu berechnen. Also werde ich am Ende doch den Bandzug messen und danach regeln.

Naja, solange man sich versteht (und im Zweifelsfall fragt man halt nochmal nach) ist ja alles in Butter. Mitunter -- und das ist so schön am Usenet gegenüber ner mündlichen unterhaltung -- kann man halt einfach nen Tag später nochmal nachlesen, und dann fallen die Groschen oft schonmal pfennigweise... ;-)

Und ganz analog werde ich am Montag mal schauen, wie der Nachwuchswettbewerb von R&S für mich läuft... ;-)

Gruß, Florian

Ja, das wäre in der Tat hilfreich. Wird allerdings noch bis Dienstag dauern, muß nämlich erstmal ne Kamera mitbringen, und am Montag bin ich nicht in der Firma. Ne Prinzipskizze hätte ich aber da, die pack' ich mal eben ins Netz... Unter

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sollte das jetzt eigentlich zu finden sein. Ist zwar nicht maßstäblich, aber zumindest die prinzipielle Anordnung sollte klar werden.

Ich glaube, wenn hier das gewicht mal nicht nah unten zeigt, sollte man sich auch beeilen, rauszukommen. Nur tritt diese Situation hier nicht ganz so häufig ein...

Der Zug müsste dann also in Richtung der nächsten Umlenkrolle gehen, dafür sorgen, daß die dann nicht gerade in der vertikalen unter dem motor liegt, muß dann der Konstrukteur...

Gruß Florian

Moin!

Ist aber variabel.

Teilweise eben schon, Winkel ebenfalls variabel. Macht 3 Unbekannte (Gewicht, Zugkraft, Zugwinkel) während die Kraftsensoren nur 2 Informationen (Kraft senkrecht + waagerecht) liefern -> so nicht lösbar. Es fehlt mindestens noch der aktuelle Spulendurchmesser, den man ja immerhin bestimmen könnte (=Bandgeschwindigkeit/Drehzahl).

Mit unbekanntem Winkel muss man eben raten... Die horizontale Kraft beträgt bei voller Spule cos(30°)*Bandzugkraft und bei leerer Spule cos(60°)*Bandzugkraft. cos(30°)/cos(60°)=1,7 - also liegt man bei mittiger Auslegung um maximal 30% nach oben oder unten daneben, was mit Kenntnis des Winkels vermeidbar wäre.

Ansonsten könnte man auch einen Kraftsensor an eine der Umlenkrollen bringen. Bevorzugt eine, bei der sich der Winkel nicht ändert... Aber auch die vor den Wickeltellern gingen noch: Die Kraft geht in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Bandstücken, ändert sich der eine Winkel um +-15°, dann ändert sich die Winkelhalbierende nur noch um

+-7,5°. cos(7,5°)=0,99. Fehler < 1%.

Hat es eigentlich nen tieferen Sinn, die Tänzerrolle wegzulassen? Ließe sie sich nachrüsten oder handelt es sich hier um eine akademische Aufgabe (der Weg ist das Ziel)?

Gruß, Michael.

Ja, der ließe sich aus den Konstruktionsdaten ableiten und in ner Tabelle Wickeldurchmesser -> cos(Winkel) ablegen, Zwischenwerte kann man dann wenn nötig interpolieren.

Fehler in der Größenordnung sollten tolerabel sein.

Der Hintergrund dafür war wohl, daß die Mechanik etwas, ähm, ungeliebt ist seitens der Geschäftsführung. Weil: mechanisch -> teuer und unpräzise, elektronisch -> billig und genau. Oder soetwas in der Art schwang zumindest mit. Die Möglichkeit, Kräfte auch ohne aufwendige Federkonstruktion zu messen, kam wohl keinem in den Sinn, und daran, daß soetwas eventuell auch noch eine andere Funktion haben könnte, als nur nen Messwert zu liefern, darüber hat wohl auch niemand nachgedacht.

Und passend zu dieser Gelegenheit kam ich als Praktikant, bei dem als nächstes gleich die Diplomarbeit ansteht, gerade recht. Ist also zum Teil ne akademische Turnübung, zum Teil Wegbereitung für die nächste Generation von Laufwerken, die hier im Betrieb benötigt werden. Quasi ne Art "ganz viele Ideen auf einen Haufen werfen, und dann den Diplomanden herausfinden lassen, was geht und was nicht". Sollte ich an der endgültigen Konstruktion beteiligt sein wird es wohl doch wieder ne Tänzerrolle oder ein äquivalentes mechanisches Bauteil geben, denn es sprechen IMHO mehr Argumente dafür als dagegen. Nur für die Diplomarbeit ist dieser Zug wohl abgefahren in der Hinsicht, daß die fehlende Tänzerrolle spätestens im letzten Kapitel "Ausblick" als Fehlentscheidung eingestuft wird.

Gruß, Florian

kann

.

stell deine antriebe auf geschwindigkeitsregelung um. soweit ich das bisher quergelesen habe nimmst du den motorstrom als stellgr=F6sse. das ist f=FCr diesen zweck ungeeignet. der motor muss eine gegebene geschwindigkeit fahren. dann bekommst du =FCber den motorstrom auch eine r=FCckmeldung des drehmoments. das kann der wickelrechner benutzen! in geschwindigkeitsregelung ist auch das tr=E4gheitsmoment erst mal egal. ob du dann heidi oder das eiserne kreuz reinlegst juckt nicht, solange der antrieb der sollvorgabe rein physikalisch folgen kann.

d

mit genug $CASH bekommst du alles drei in einem geh=E4use ;-)

ganz ohne "f=FChlhebel" (t=E4nzer) w=FCrde ichs bei film nicht machen. letztendlich ist es das einfachste, noch dazu bei den unterschiedlichen materialien die da m=F6glicherweise draufgespannt werden. davon abgesehen sollte die zugspannung so gering wie m=F6glich sein, alter film reisst auch ohne klebestellen oft genug. ohne t=E4nzer wird der aufwand ziemlich hoch, das ist mit bordmitteln nicht wirklich prickelnd...

in der druckindustrie gibt es anlagen ohne t=E4nzerwalze, aber wir reden da von digitalen servoantrieben. die haben entsprechende intelligenz eingebaut und sind =FCber echtzeitkommunikation vernetzt. pro walze ein antrieb. da wirds "relativ" einfach die bahnspannung konstant zu halten.

mit t=E4nzer wird dein wickelrechner einfacher und die kiste ist realtiv lageunabh=E4ngig.

just my 2c

CU Ralf

Naja, der Capstan läuft schonmal im Geschwindigkeitsbetrieb. Und die Ströme der beiden Wickelmotoren sollen dann so nachgeregelt werden, daß der Capstan keine Kraft aufs Band aufbringen muß, also stromlos läuft. Im Geschwindigkeitsbetrieb der Wickel sehe ich das Problem (kann sein, daß ich da falsch liege), daß beispielsweise bei unrundem Lauf der Wickel (bei der derzeitigen Konstruktion) der Filmzug wild in der Gegend rumeiert, was widerum zur Folge hat, daß unsauber gewickelt wird, Kraftspitzen auf dem Band auftreten etc.blabla.

Eben deswegen muß ich ja den Bandzug regeln, zumal Archive (also die, wo die ganzen alten spröden filme rumliegen) ganz oben auf der Liste potentieller Käufer stehen... Ist der Bandzug zu hoch, riskiere ich daß der Film reißt, ist er nicht groß genug, wickelt es nicht gescheit.

Naja, digitale Servoantriebe habe ich hier auch, aber da da das Management ein wenig zu sehr auf den Groschen geschaut hat, sind das jeweils die abgespeckten Varianten, die nur einen Regelkreis gleichzeitig können... *Seufz* Und Echtzeitkommunikation (also alles, was über RS-232 Punkt-zu-Punkt hinausgeht wie CAN und so) hätte ich auch mangels Expertise im Betrieb selber aus dem Boden stampfen müssen. Tolle Wurst.

So wird es dann auch werden.

Gruß, Florian

Aha! Also doch Umlenkrollen. Dann hat Michael ja die Loesung aufgezeigt: Eine der Umlenkrollen mit Kraftsensor ausstatten, dann hast Du den Zug.

Hier muss man auch ab und zu mal aus dem Buerofenster schauen, was das Wetter so macht. Gestern stuermte es suedlich von uns und danach lagen einige Eisenbahnwaggons neben den Schienen.

Ich wuerde einen robusten Sensor an eine Umlenkrolle setzen. In der Art, dass Cheffe das noch als elektronische Loesung ansieht. Federnd lagern und Auslenkung kapazitiv erfassen oder so. "Billisch" natuerlich :-)

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/ "gmail" domain blocked because of excessive spam. Use another domain or send PM.

Heutzutage nur, wenn man es hinterher opto-irgendwas oder nano-soundso nennen kann ;-)

Schoen, dass die sowas machen. Wir brauchen im analogen Bereich dringend Nachwuchs, denn es wird der Tag kommen, da legt unsereins die Zaehne abends in Kukident.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/ "gmail" domain blocked because of excessive spam. Use another domain or send PM.

Ganz ehrlich gesagt, macht das in diesem Fall IMHO wirtschaftlich nicht viel Sinn. Die Erfassung des Bandzugs wuerde unsicherer und was wuerde man an Vorteil gewinnen?

Koennt Ihr nicht ein kurzes Meeting halten, wo Leute vom Service, Vertriebler (aber nur Leute, die regelmaessig bei den Kunden sind) und Produktion dabei sind? Dabei auflisten, was denen an der Loesung "gefederte Rolle" nicht gefaellt.

Falls es noch nicht getan wird, waere es ja machbar, den Bandzug an einer gefederten Rolle zu erfassen.

So isses :-)

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com/ "gmail" domain blocked because of excessive spam. Use another domain or send PM.

Hallo Florian,

Florian E. Teply schrieb:

Die unterschiedlichen Wickelkerne sollten kein Problem sein. Du brauchst ja jeweils nur den aktuellen Wickelradius. Ob innerhalb des Radius Kern oder Film liegt, sollte doch in Bezug auf die Geometrie unerheblich sein.

Bei der Idee war ich davon ausgegangen, dass die Dichte des gewickelten Materials hinreichend bekannt ist. Dann könnte man wohl die in einem in Echtzeit mitgerechneten Modell ermittelten dynamischen Momente als gute Schätzwerte der real auftretenden dynamischen Momente ansehen.

Wenn die Dichteschwankungen aber zu stark sind, dann wird es wohl ohne Zugkraftmessung oder Momentenmessung nicht gehen. Dann scheint mir je ein Tänzer - der auch gleichzeitig die direkte Bestimmung der Zugkräfte ermöglicht - die beste Möglichkeit zu sein. Die ganze Diskussion läuft ja wohl auf eine Messung hinaus.

Wenn die Zugkräfte aber gemessen werden, dann kann man auch direkt diese Messwerte als Regelgrößen verwenden - ohne modellbasierte Regelung. Das sollte durchaus überschaubar sein.

Immer nur Probleme lösen, deren Lösung man vorher weiß, ist langweilig. Spannend kann das Engineering nur solange sein, wie man gelegentlich an diese Grenzen stößt. Und dann eine Lösung zu finden - das macht innerlich stark. Guten Appetit!

Gruß, Volker.

Dann geht das nicht...

Und "Film geklebt aus verschiedenen Materialien" würde alle Ansätze aus der Richtung "Modellbildung" erheblich belasten: Adaptive Parameter-Nachführung im Modell geht, aber dann noch auf einen Sprung im Material so schnell reagieren, das die genau dann auftretende Klebestelle nicht überlastet wird ist dann schon happig. Zumal wenn die Rechenleistung knapp ist: ein Ansatz für solche Regelungen ist es, eine Reihe von Modellen mit verschiedenen Annahmen (Bandmaterial z.B.) in Echtzeit zu simulieren, und das Modell mit der besten Übereinstimmung mit den Meßwerten nimmt man als Bestätigung für die Annahmen.

Thomas Prufer

Wenn Du aber den Anfangsdurchmessser der Wickel ermittelst, bevor Du beginnst zu spulen, kannst Du aus der Wickelgrösse das Trägheitsmoment ermitteln. Damit wären wir wieder bei der Messung :-) Das brauchst Du sowieso, da die Spulen unterschiedliche Kerndurchmesser haben und Du das nicht vernachlässigen kannst und somit eine rechnerische Korrektur gegenüber dem "Idealdurchmesser" durchführen musst.

Peter

Vor Jahren hatte ich mal mit alten Filmen zu tun... Die Filme wurden nur unter der Bedingung aus dem Archiv rausgerückt, das sie mit *maximal* einfacher Geschwindigkeit anzusehen waren! Nix mit FF zur nächsten Stelle...

Natürlich wäre das Umspulen danach im Super-Turbo-Modus mit geregelter Banzugsmessung schneller -- aber wenn man wegen ein paar Szenen von je ein paar Minuten eh den ganzen Schinken in Echtzeit anschaut, isses eigentlich ganz angenehm, wenn man etwas länger zurückspulen darf...

Thomas Prufer

Mir fällt auf, dass die beiden Wickel unterschiedliche Orientierung bzgl. Innen-/Außen-Seite des Bandmaterials haben. Ist das ein Versehen oder Absicht?

Ein weiterer Tipp: Es gab früher (TM) Magnetbandspeicher als Back-Up für PCs. An den Namen kann ich mich nicht mehr erinnern, IMHO etwas klangvolles (? Colorado ?). Ziellose Suche bei Wiki könnte helfen. Hewlett-Packard (Laufwerke) und 3M (Kassetten) waren dabei. Die Kassetten hatten ähnliche Abmessungen wie Audiokassetten, waren etwas dicker und hatten eine Metall-Grundplatte. Das Band war AFAIR so breit wie das der Audio-Kassetten. Die Kassetten hatten ein optisches Plexiglas-Prisma zur Beobachtung der Bandende-Marken und es wurde longitudinal aufgezeichnet. In zwei Spuren, AFAIR vorwärts und rückwärts, ohne die Kassette umzudrehen.

Interessant war deren Bandtransport: Dass Band lief von einem Wickel zum anderen und berührte nur zwei Umlenkrollen mit der Rückseite. Kein Capstan, keine Wickelantriebe.

Statt dessen ein elastischer Riemen, der mit Umlenkrollen auf beiden Wickeln als "Reibrad-Antrieb" auflag. Nur der Riemen wurde angetrieben. Der Trick war dabei, dass der Riemen auf dem Umfang der Wickel auflag und so die Bandgeschwindigkeit vom Riemen - unabhängig von den Wickeldurchmessern bestimmt wurde. Das könnten - weniger elegant - schwenkbare Reibrollen auf den Wickeln auch.

Weiterhin wurde durch die Elastizität des Riemens das Band immer straff gehalten: Die Reihenfolge (in Laufrichtung des Bandes) Aufwickel-Spule --- Riemen-Antriebsrolle --- Abwickel-Spule sorgte dafür, dass die Aufwickel-Spule immer vom elastisch _gedehnten_ Teil des Riemens angetrieben wurde. Damit wurde das Band mit der Kraft, die zum Dehnen des Riemens nötig war, straff gehalten. Die Dehnung entstand durch die Reibung der Spulen.

Das funktionierte in beiden Transportrichtungen und ohne Rutschen, denn das Band zog sich im restlichen Teil seines Umlaufes nach der Antriebsrolle wieder elastisch zusammen. Mit einer zweiten Rolle, die den Riemen etwas bremst, könnte man die Riemen-Dehnung von der für die Reibung erforderlichen Zugkraft unabhängig dimensionieren.

Das Ganze ist sehr ausführlich in einem uralten Hewlett-Packard-Journal zwischen 1975 und 1985 beschrieben. Mehr weiß ich nicht, obwohl ich ca. 1990 so ein Ding hatte. Ich erinnere mich nur deshalb daran, weil ich damals (TM) das Prinzip so genial fand.

W.Riedel

Moin!

Colorado Powertape? Das Band war aber breiter als bei Audio:

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Gruß, Michael.

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