PI Regler fragen...

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Hi Group,

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.

1. 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.

2. 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
;-)

Gruß,

Chris



Re: PI Regler fragen...
Hallo,

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um
die

Schau mal bei den Einstellregeln nach Chien Huong und Ronswick nach. Sollte
einigermaßen klappen.
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Gruß
Klaus



Re: PI Regler fragen...
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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.

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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.

MfG  JRD

Re: PI Regler fragen...
Hi!

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.

Quelle: http://www.mcselec.com/an_109.htm

Gruß aus Wien


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Re: PI Regler fragen...
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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...

Gruß,

Chris



Re: PI Regler fragen...

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Kann man die Schaltung nicht einfach mit einem Simulationsprg am PC simulieren
und verändern bis es passt und dann entsprechend zusammen löten?

Ernst

--
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
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: PI Regler fragen...
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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.

Regler-Typ    Parameter    Aperiodischer Regelverlauf    Verlauf mit
Überschwingen
        Störung    Führung    Störung    Führung
P    KP    (0,3 * Tg) / (Tu * Kps)    (0,3 * Tg) / (Tu * Kps)    (0,7 * Tg) / (Tu
* Kps)    (0,7 * Tg) / (Tu * Kps)

PI    KP    (0,6 * Tg) / (Tu * Kps)    (0,35 * Tg) / (Tu * Kps)    (0,7 * Tg) /
(Tu * Kps)    (0,6 * Tg) / (Tu * Kps)

PI    Tn    4,0 * Tu    1,2 * Tu    2,3 * Tu    Tg

PID    KP    (0,95 * Tg) / (Tu * Kps)    (0,6 * Tg) / (Tu * Kps)    (1,2 * Tg) /
(Tu * Kps)    (0,95 * Tg) / (Tu * Kps)

PID    Tn    2,4 * Tu    Tg    2,0 * Tu    1,35 * Tu

PID    Tv    0,42 * Tu    0,5 * Tu    0,42 * Tu    0,47 * Tu

Regelstrecken ohne Ausgleich:

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

Re: PI Regler fragen...
Danke an alle,

werd mal alles durchtesten.

Gruß,
Chris



Re: PI Regler fragen...
kein thema; wennst wieder mal was wissen willst, mail mir einfach
unter snipped-for-privacy@nusurf.at

mfg bernd

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