Füllstandsregler

Nojo · Anmeldungsdatum: 12.04.2005 Beiträge: 11

Hallo,

bei der abgebildeten Aufgabe habe ich ein Problem.
Ich habe das Strukturbild aufgestellt, Hebelarm -> P-Glied , Ventiel->P-Glied und den Füllvorgang als PT1-Strecke.

Leider fehlt mir beim aufstellen der Übertragungsfunktion die Zeitkonstante der PT1-Strecke, sowie die Proportionalverstärkung des Gestänge.
Das scheitert alles irgendwie immer daran, das ich das delta h, also den Füllstand min bis Füllstand max, nicht habe.

Kann mir da jemand helfen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Deine Skizze ist ein bisschen klein geraten, deshalb kann ich die Bezeichnungen in der Skizze nicht so recht entziffern,

aber kann es sein, dass du mit dem Ventilweg und dem Hebelverhältnis am Gestänge ganz einfach bestimmen kannst, wie weit die Wasserstandshöhe, bei der das Ventil voll geöffnet ist, unter der Höhe

liegt, und dass das deine Frage schon löst?

Nojo · Anmeldungsdatum: 12.04.2005 Beiträge: 11

Nein leider nicht. Oder ich hab nen Denkfehler.

Für das Gestänge habe ich gegeben: Die Länge der ganzen Stange :0,4m und den Ventilweg: 50mm. Damit kann man das Gestänge meiner Meinung noch nicht eindeutig berechnen. Oder?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Magst du nur die Skizze vielleicht noch mal in groß hier reinstellen, dann können wir auch erkennen, was da schon eingezeichnet ist smile

Könnte es zum Beispiel sein, dass die Längen am Gestänge bis zum Drehpunkt als Variablen angesetzt werden sollen und dann hinterher entsprechend gewählt werden können, um die gewünschte Regelverstärkung einzustellen?

Nojo · Anmeldungsdatum: 12.04.2005 Beiträge: 11

Okay ich hoffe man kann hier mehr erkennen.
Ich dachte auch erst, ich müsste die Längen als Verhältnis annehmen, aber das geht glaube ich nicht komplett auf. Es würde dann mit der unbestimmten Vorhaltezeit der PT1 Strecke glaube ich unendlich viele Lösungen geben. Aber zugegebenermaßen soweit habe ich nich nicht gerechnet.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Danke, so kann man die Skizze gut erkennen smile

Dann sollst du sicher mit den Variablen

und

rechnen, ohne dafür von Anfang an Werte anzunehmen, diese Variablen stehen dann in deinen Zwischenergebnissen drin.

Erst im d)-Teil sollst du dann das Verhältnis

mal konkret bestimmen smile

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Bei der Höhe Hs ist V geschlossen; bei einem Level der um ein gewisses

darunter liegt, ist V voll geöffnet.

hängt wiederum ab von l1, l2 und dem angegebenen Ventilspiel.

Die Übertragungsfunktion des Reglers läss sich nun aus der Differentialgleichung der Massenerhaltung leicht aufstellen.

Wenn Du die Differentialgleichung mal hast, machst Du wie immer einen komplexen Ansatz

und setzt diesen in die DG ein. Daraus erhälts Du unmittelbar die gesuchten Übertragungsfunktionen und das Bode Diagramm. Schaffst Du das bis dorthin?

PS: Meiner Ansicht entspricht das Verhalten der Regelstrecke keinem PT1 Glied, woher nimmst Du diese Feststellung?

Nojo · Anmeldungsdatum: 12.04.2005 Beiträge: 11

Hallo,

Ja ich denke, das müsste ich hinkriegen, dennoch habe ich keine konkrete Aussage über die Regelverstärkung des Gestängers und über die Vorhaltezeit der PT1 Strecke. Somit hätte ich eine Lösung, die von beiden Größen abhängt. Gut is auch okay.

Zur PT1 Strecke, Naja wenn das Ventil voll geöffnet ist fließt viel Wasser, und wenn das Ventil geschlossen ist, fließt kein Wasser mehr. Den Bereich dazwischen hab ich erstmal als e-fkt angenommen. Macht meiner Meinung nach auch Sinn. Was würdest du denn vorschlagen?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Nojo · Anmeldungsdatum: 12.04.2005 Beiträge: 11

Okay hm und was würdest du mir dann als Streckenglied anraten?

Es muss doch irgendwas mit einer Zeitkonstante sein oder?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Also:

wir sind uns einig (?) , dass:

1) die Eingangsgrösse in die Strecke der Fluss Q(i) durch das Ventil und
2) die Ausgangsgrösse der Strecke der Füllstand des Reservoirs
3) die Störgrösse der Auslassfluss Q(a) ist.

Weiters hat man, da kein Wasser verloren geht (A=Grundfläche)

Daher

Daher kommt man zwingend zum Schluss, dass es sich bei der Strecke um ein Integrierglied handelt.

Möglicherweise muss noch eine Totzeit T vom Ventil bis zum Einlass berücksichtigt werden, dann hätte man

Dadurch würde der Regler bei zu hoher Schleifenverstärkung instabil werden (Phasenreserve !)

Hiasi111 · Gast

Hallo zusammen,

jetzt hab ich mal ne Frage: Wie kann man bei dieser Füllstandsregelung jetzt das dynamische Verhalten beeinflussen. Hab davon absolut keinen Plan.