Regelungstechnische Überlegung

Hallo,

Mir geht etwas durch den Kopf, wo ich nicht wei=DF, wo der Haken ist. Mir geht es ums Verstehen des Prinzipes.

Die Frage ist: Wenn z.B. einen Gleichstrommotor drehzahlgeregelt wird und ich habe einen Regler mit I-Anteil und die Regelung ist gut, wie mu=DF der Regler ver=E4ndert werden bez=FCglich der Integrationskonstanten, wenn als einzige =C4nderung das Tr=E4gheitsmoment der Motorlast deutlich zunimmt.

Mein Bauch sagt: Gr=F6=DFere Tr=E4gheit - der I-Anteil kann st=E4rker werden=

- also kr=F6=DFere Integrationskonstante Ki

Was mir duch den Kopf geht: Wenn das Tr=E4gheitsmoment erh=F6ht wird, verschiebt sich der regelrelevante Frequenzbereich weiter nach links im Bodediagramm. Wenn ich z.B. von einem PT1-Glied mit F=3D 1/(1+jwT), dann verschiebt der Knick des PT1-Gliedes mit gr=F6=DFerem T nach links.

Also nehme ich an, da=DF der Motor mit der gr=F6=DFeren Tr=E4gheit auch im Bodediagramm nach links verschoben wird.

Damit verschiebt sich der regelrelevante Frequenzbereich (Durchtrittsfrequenz) auch weiter nach links und mein Regler mu=DF von der Charakteristik auch weiter nach links (links =3D niedrigeres Omega).

Zum Regler: Wenn es ein I-Regler ist, dann mu=DF demnach 1/Ti kleiner sein als vorher.

Wenn ich jetzt aber das verhalten eines Integrierers betrachte, dann ist

Ausgangssignal =3D (1/Ti) * Integral(Eingangssignal)

Wenn also 1/Ti kleiner ist, dann integriert der Regler schw=E4cher bzw. das Integral wird duch das gr=F6=DFere Ti geteilt.

Damit m=FC=DFte also bei zunehmenden Tr=E4gheitsmoment der I-Regler immer schw=E4cher eingestellt werden.

Da stimmt etwas nicht - wer sagt, wo der Gedankenfehler ist?

Gru=DF

Wolfgang

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Wolfgang Weinmann
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Was man oft nicht haben will wegen Phasendrehung ( d.h. Stabilität ) ist I-Regler ( auch PI , PID ) mit weiterem Tiefpaß in Regelstrecke, hier also die Masse.

Motoren haben deshalb häufig nur PD-Regler. Das D wird benötigt, weil die Masse in der Strecke ja nur langsam reagiert und man das Ansprechen beschleunigen möchte.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Falsch: Größere Trägheit bedeutet, der I-Anteil in der Regelstrecke wird größer. Um das zu kompensieren muss der I-Anteil in der Rückführung / dem Regler reduziert werden.

Genau so ist es

Wobei ich wie Rafael der Meinung bin, dass ein I-Anteil bei einer Motorregelung nicht sinnvoll ist.

Das hängt aber wohl auch noch davon ab, wie die Drehzahl gemessen wird. Verwendest du einen Tachogenerator, oder einen Impulsgeber, der je Umdrehung einen oder mehrere Impulse abgibt? Dann hast du eventuell einen Phasendetektor, und damit einen Integrierer in deinem Regelkreis.

Gruß

Stefan DF9BI

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Stefan Brröring

rden-

wird

g /

Vielleicht ist das ein Mi=DFverst=E4ndnis:

Ich bin davon ausgegangen:

y =3D Ki * Integral(e)

mit y =3D Stellgr=F6=DFe (genauer nur der I-Anteil des PID-Reglers), e =3D Regelabweichung.

Dann meine ich, wenn die Tr=E4gheit gr=F6=DFer wird, mu=DF Ki kleiner werden= .

Gru=DF

Wolfgang

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Wolfgang Weinmann

Hallo Stefan!

Das sieht die Fachwelt bei Servomotoren aber anders (ich meiner hier keine Modellbauservos!). Dort sind PI Drehzahl- und Stromregler absoluter Standard, nur der Lageregler ist i.d.R. ein reiner P-Regler...

Gruß Thorsten

--
http://www.NC-Step.deSchrittmotorantriebe/Stepper drives
Immer einen Schritt voraus
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Thorsten Ostermann

Das hei=DFt ja, da=DF im Normalfall die Regelabweichung nicht zu null wird ... Warum wird der Lageregler als P-Regler ausgelegt?

Gru=DF

Wolfgang

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Wolfgang Weinmann

Bei einer Lageregelung ist die Regelstrecke bereits ein I-Glied. Ein PI-Regler mit einer Strecke mit I-Anteil führt zu Stabilitätsproblemen.

Gruß, Alexander

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Alexander Dörr

Hi,

Alexander Dörr schrieb:

Die aber lösbar sind.

Gruß, Volker.

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Volker Staben

Klar,

nur die Frage des OP ging dahin, warum er bei einem Motor mit größerer Trägheit im Regler den I - Anteil reduzieren muss um das von ihm gewünschte Ergebnis zu erzielen.

Und die Antwort auf die ursprüngliche Frage lautet: Da in der Strecke, d.h. durch die Trägheit des Motors bereits ein I-Anteil vorhanden ist, muss der I-Anteil im Regler heruntergenommen werden.

Gruß

Stefan DF9BI

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Stefan Brröring

Hallo Stefan,

Stefan Brröring schrieb:

Danke, die Frage des OP habe ich gelesen und verstanden.

Mal ganz abgesehen von der Tatsache, dass Deine Argumentation falsch ist: Der I-Anteil eines Reglers muss deswegen "heruntergenommen" werden (ich vermute, Du meinst, dass die Inegrierzeit vergrößert werden muss?), weil auf Grund eines größeren Rotationsträgheitsmoments eine verzögernde Zeitkonstante mit negativ reellem Pol größer wird. Nicht deswegen, weil die Strecke bereits integrierend wirkt. Das Ergebnis ist zwas das gleiche, aber die Begründung ist falsch. Aber das ist hier Nebenaspekt.

Hauptaspekt: Ich habe nicht auf die Frage des OP geantwortet. Den Teil des Postings, auf den ich geantwortet habe, habe ich wie üblich zitiert.

Ich habe auf ein Posting geantwortet, das mir tendenziell auszusagen schien, dass ein Lageregler oft (allein) deswegen als P-Regler ausgeführt wird, weil ein Regler mit integrierendem Anteil Stabilitätsprobleme mache. Das stimmt so nicht. Ein P-Regler wird genau dann verwendet, wenn damit die Anforderungen an die Regelung erfüllt werden können. Was oft der Fall ist. Also finden wir entsprechend oft rein proportionale Lageregler.

Im Engineering richtet sich die Beurteilung einer Lösung nicht danach, ob es dem Bearbeiter (m/w) irgendwelche Probleme bereitet hat, sie zu erarbeiten. Sondern danach, ob sie die Anforderungen erfüllt.

Ein Regler mit I-Anteil macht hier keine Probleme, sondern er erfordert allenfalls einen bestimmten, möglicherweise ungewohnten, Lösungsweg. Und nebenbei ist die Performance oft auch nicht besonders, aber das ist wieder ein anderes Thema.

Oft gibt es gute Gründe, auch den Lageregler mit einem I-Anteil auszustatten. Dann hat man keine andere Wahl, als diese "Stabilitätsprobleme" - die ja keine Probleme sind, sondern lediglich eine Aufgabe darstellen - zu lösen. Und das ist machbar.

Gruß, Volker.

Reply to
Volker Staben

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