ich beschäftige mich gerade mit der Regelungstechnik. "Mein" Tietze Schenk gibt dazu aber nicht alzu viel her. Jedenfalls nichts was mir weiter hilft. Diverse Skripte und Websites auch nicht.
Im Moment bin ich wieder am simulieren (kann mir halt nicht ständig neue Bauteile kaufen ;-) Deswegen wieder ein paar Fragen.
Als Testschaltung hab ich, frei nach Tietze Schenk, einen Tiefsetzsteller mit PI-Regler gewählt. Die Mechanismen funktionieren, allerdings nicht in meinen Parametern.
Im Netz gibt es hübsche Grafiken von Sprungantworten eines Idealen Reglers. Bei mir sehen die um längen anders aus. Meine gleichen eher einem Zufallsoszillator ;-(
Wenn der Regler die Spannung einigermassen konstant hält, geht die Ausgangsspannung nie in eine Gerade über, sondern schwingt wenn auch nur um ein paar mV. Ist das normal, oder ist da bei mir was falsch? Bei manchen Reglern ist die maximale Regelabweichung angegeben. Ist das die max. Regelabweichung beim Einschwingen oder die max. Amplitude der "Restwelligkeit" der geregelten Ausgangsspannung.
Wie berechne ich den Regler?
Der Tietze Schenk macht mich in dem Punkt verückt. Irgendwie rechne ich immer im Kreis. Folglich weis ich entweder nicht wo ich anfangen oder wo ich aufhören muss ;-)
a) Wenn die Regelstrecke bekannt ist. b) Wenn sie mit linearen Funktionsblöcken genau genug nachbildbar ist. c) Wenn man sehr viel Mathematik betreiben will. Punkt c) kann man heute per Simulation aushebeln.
Das ist neben der Sprungantwort einer der Tests a la Ziegler & Nichols. Sprungantwort ist gängiger, einige echte Regelstrecken überleben Resonanz nicht. Einstellregeln gehen von dem praxisnahen Fall aus, daß die Regelstrecke nicht sonderlich bekannt ist. Ob man mit PID regeln kann hängt auch etwas von der Regelstrecke ab. Lange Totzeiten z.B. sind problematisch. Deutliche Nichtlinearitäten dito ( z.B. kann der "Tiefsetzsteller" eventuell nur Strom zuführen. Wenn am Ausgang aber keine Last hängt ... ). Bei digitalen PIDs kommen noch andere Probleme z.B. Wahl der Samplerate, Art des verwendeten D-Glieds hinzu.
Deine Anforderung ist mir zwar nicht ganz klar (suchst Du eine HW, SW-Lösung oder den Algorithmus) aber vielleicht hilft dir der Sourcecode eines PID-Reglers für die AVR-Familie etwas.
"Rudolf Tomaszovits" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@posting.google.com...
Ich versuche die Regelstrecke mit OPAMPs aufzubauen. In Software ist das ganze denk ich mal ein bisschen einfacher. Da können verschiedene Parameter per Software automatisch angepasst werden.
Bei der HW-Lösung nach Tietze/Schenk-Formeln komm ich nicht ganz klar mit welchen Parametern ich überhaupt rechnen soll...
Kann man die Schaltung nicht einfach mit einem Simulationsprg am PC simulieren und verändern bis es passt und dann entsprechend zusammen löten?
Ernst
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Was ist TOFU? Wieso finden die anderen meine Artikel schwer zu lesen?
TOFU steht für "Text Oben, Fullquote Unten". Das ist eine Unart, die einen
nicht nur in dieser Newsgroup, sondern im ganzen Netz unbeliebt macht.
Lies "Wie zitiere ich im Usenet?": http://www.afaik.de/usenet/faq/zitieren/.
Versuchs mal mit diversen Einstellparameter lt Ziegler, Nichols, Chien, Hrones und Reswik. Den REst entnimm bitte weiter unten: Regleroptimierungen
Optimierung nach Streckenkennwerten Einstellregeln nach CHIEN, HRONES und RESWIK
Regelstrecken mit Ausgleich:
Dafür müssen der Übertragungsbeiwert Kps, die Ausgleichszeit Tg und die Verzugszeit Tu der Regelstrecke bekann sein.
Bei Regelstrecken mit Totzeit Tt ist anstelle der Verzugszeit Tu die Ersatztotzeit Tu + Tt zu berücksichtigen.
Bei der Ermittlung der Reglerparameter nach der folgenden Tabelle ist zu unterscheiden, ob ein aperiodischer Regelverlauf oder ein Einschwingen der Regelgröße mit 20% Überschwingen erreicht werden soll und ob ein optimales Störverhalten oder optimale Führungsverhalten (Folgeregelung) angestrebt wird.
Die Werte für die Verzugszeit Tu und dem Integrierbeiwert KI können aus der Sprungantwort der Strecke ermittelt werden.
KI = Änderungsgeschwindigkeit der Regelgröße vXA, bezogen auf die Verstellung der Stellgröße Dy bzw. der Störgröße um 1 Einheit = vXA / Dy
vXA = DxA / Dt à DxA / (Dt * DyE)
Regler-Typ KP Tn Tv P 0,50 * 1//KI * Tu) --- --- PD 0,50 * 1//KI * Tu) --- 0,5 * Tu PI 0,42 * 1//KI * Tu) 5,8 * Tu --- PID 0,40 * 1//KI * Tu) 3,2 * Tu 0,8 * Tu
Optimierung nach Schwingverfahren Einstellregeln nach ZIEGLER und NICHOLS
Einstellverfahren nach Aufsuchen der Stabilitätsgrenze des Regelkreises – Optimierung nach dem Schwingverfahren. Dieses Verfahren setzt zunächst keine Regelstreckenkenndaten voraus. Geeignete für Strecken mit Tg / Tu ≥ 3.
Ist aus betrieblichen Gründen das Betreiben des Regelkreises an der Stabilitätsgrenze nicht zulässig, so kommt dieses Optimierungsverfahren nicht in Frage.
Es ist wie folgt vorzugehen:
· Regler wir als reiner P-Regler betrieben à KP = 1, Tn = groß (∞), Tv = klein (0),
· Proportionalbeiwert KP wird langsam so lange erhöht, bis die Regelgröße x gerade zu Dauerschwingung mit konstanter Amplitude ausführt (Stabilitätsgrenze). (Anstoß des Regelkreises durch kurzfristige Führungswertänderung)
· Der hierfür am Regler eingestellte Proportionalbeiwert wird als KPkrit bezeichnet (kritischer Proportionalbeiwert).
· Dann wird die kritische Periodendauer Tkrit der sinusförmigen Regelschwingung mit der Stoppuhr ermittelt. · Die Werte für die Regelparameter sind entsprechend der nachstehenden Tabelle zu berechnen. Regler-Typ KP TN TV P 0,50 * KPKrit --- --- PD 0,50 * KPKrit 0,83 * TKrit --- PI 0,42 * KPKrit --- 0,125 * TKrit PID 0,40 * KPKrit 0,50 * TKrit 0,125 * TKrit
Für Strecken höherer Ordnung gilt: Tk = 4 * Tu
· Der Regler ist nach den errechneten Werten einzustellen. · Empirische Feinoptimierung durch Beobachtung von Störgrößen und Regelgröße.
Wünsche dir noch viel Spaß beim Optimieren!!! Mfg Bernd
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