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Wüstenblume
Anmeldungsdatum: 27.05.2008
Beiträge: 8
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 Wüstenblume Verfasst am: 27. Mai 2008 09:46 Titel: Regelungstechnik (GS-Motor simulieren) |
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Hallo Leute,
ich habe eine Frage und zwar programmiere ich zur Zeit an einem PI-Regler für einen Gleichstrommotor.
Es gibt ja verschiedene Möglichkeiten, die Reglerparameter für die Reglergleichung zu bestimmen (Kp, Ki und Ta).
Durch das Ausprobieren bin ich nicht weiter gekommen.
Kann man die Parameter auch theoretisch bestimmen? Also mit Bleistift und Blatt Papier?? Weiß einer wie das geht? Welche Parameter brauche ich von dem Motor??
danke schon mal im Voraus |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 27. Mai 2008 16:29 Titel: |
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Wie bist du beim Ausprobieren bisher vorgegangen?
Du könntest zum Beispiel anfangen, erstmal nur mit dem P-Regler zu arbeiten und den Integralteil auszuschalten (auf welche Werte würdest du welche Parameter stellen, damit der Integrationsteil keine Wirkung hat?).
Was beobachtest du für kleine Werte des Proportionalteils, was für große? Woran erkennst du, dass Kp noch zu klein ist, woran, dass Kp schon zu groß ist? |
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Wüstenblume
Anmeldungsdatum: 27.05.2008
Beiträge: 8
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| Wüstenblume Verfasst am: 28. Mai 2008 08:39 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | Wie bist du beim Ausprobieren bisher vorgegangen?
Du könntest zum Beispiel anfangen, erstmal nur mit dem P-Regler zu arbeiten und den Integralteil auszuschalten (auf welche Werte würdest du welche Parameter stellen, damit der Integrationsteil keine Wirkung hat?).
Was beobachtest du für kleine Werte des Proportionalteils, was für große? Woran erkennst du, dass Kp noch zu klein ist, woran, dass Kp schon zu groß ist? |
Also ich hab den Ki = 0 gemacht und mit dem Kp gespielt. Aber egal, was ich für Werte eingestellt hab, hat sich der Motor komisch verhalten. Normalerweise geht man ja so vor, dass man Kp so weit erhöht, bis das System zum Schwingen anfängt, dann geht man bisserl runter mit dem Kp. Bei mir was das nie der Fall, entweder ist mein System total instabil geworden, es hat sich voll aufgeschwungen oder (bei einem sehr kleinen Kp) hat die Reglerwirkung ausgesetzt.
Jetzt möchte ich den Motor simulieren. Ist ja ein PT1-Glied. Wenn ich die Parameter des PT1-Gliedes ausrechnen kann, dann könnte ich das ganze System simulieren und die Reglerparameter bestimmen und dann in meinem Programm übernehmen. Wenn die Reglerparameter stimmen und das System sich immer noch komisch verhält, dann liegt das an der Programmierung!!!
So wollt ich vorgehen. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 28. Mai 2008 14:02 Titel: |
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| Wüstenblume hat Folgendes geschrieben: |
Also ich hab den Ki = 0 gemacht und mit dem Kp gespielt. Aber egal, was ich für Werte eingestellt hab, hat sich der Motor komisch verhalten. Normalerweise geht man ja so vor, dass man Kp so weit erhöht, bis das System zum Schwingen anfängt, dann geht man bisserl runter mit dem Kp. Bei mir was das nie der Fall, entweder ist mein System total instabil geworden, es hat sich voll aufgeschwungen oder (bei einem sehr kleinen Kp) hat die Reglerwirkung ausgesetzt.
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Einverstanden 
Ist das nicht genau das Verhalten, das du erwartet hattest? Für zu kleine Werte von Kp greift die Regelung noch nicht, und für schon etwas zu große Werte von Kp schwingt es mehr oder weniger heftig über.
Das würde dafür sprechen, dass du den Bereich dazwischen mit feineren Werten abtasten musst, um Werte für Kp zu finden, die bereits regeln, aber noch nicht so heftig überschwingen. (In welchen Schritten und in welchem Wertebereich hast du Kp bisher verändert, und wie fein lässt sich Kp in deinem Programm einstellen?)
Die Suche so eines Wertes für Kp kann durchaus einige Geduld erfordern, bis er gut genug eingestellt ist. |
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Wüstenblume
Anmeldungsdatum: 27.05.2008
Beiträge: 8
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| Wüstenblume Verfasst am: 03. Jun 2008 11:14 Titel: |
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Weiß vielleicht einer, was für eine Rolle die Periode vom PWM-Signals beim Verhalten der Regelstrecke spielt? Soll die wie die Abtastzeit des Reglers nicht zu hoch gewählt werden?
Die zweite Frage wäre: woran kann das liegen, dass ich meinen Sollwert nie erreiche? Den I-Anteil hab ich schon variiert, hat aber nichts gebracht. Kann das an der Begrenzung des I-Anteils liegen? Oder an was anderem?? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 03. Jun 2008 13:22 Titel: |
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| Wüstenblume hat Folgendes geschrieben: |
Die zweite Frage wäre: woran kann das liegen, dass ich meinen Sollwert nie erreiche? |
Magst du noch genauer beschreiben, wie sich dein reiner P-Regler verhält? Findest du da Einstellungen, bei denen er regelt, aber den Sollwert nicht ganz erreicht, sondern bei einem gewissen Offset hängenbleibt?
(Das wäre das erwartete Verhalten eines reinen P-Reglers)
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Den I-Anteil würde ich erst dann zuschalten, wenn der P-Anteil bereits ein bisschen sinnvolles Regelverhalten zeigt. Wenn der I-Anteil richtig dimensioniert ist (als nicht auf zu kleine Werte begrenzt), dann hilft er dabei, den Istwert von dem konstanten Offset, bei dem der reine P-Regler hängenbleibt, zum Sollwert hinzubringen, und das umso stärker, je länger der Istwert beim Offset verharrt hat.
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Natürlich gibt es viele verschiedene Regelstrecken mit unterschiedlichen Optimaleinstellungen. Ich meine aber, irgendwo gelesen zu haben, dass man beim Motorregeln oft mit PD-Reglern anfängt (ganz ohne I-Anteil). Also den P-Regler so einstellen, dass es schon ein bisschen überschwingt, und dann den D-Regler soweit hochdrehen, dass die Veränderungen des Istwertes so abgebremst werden, dass man statt dem Überschwingen eine rasche Annäherung an den Sollwert bekommt. |
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Wüstenblume
Anmeldungsdatum: 27.05.2008
Beiträge: 8
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| Wüstenblume Verfasst am: 03. Jun 2008 13:30 Titel: |
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ja, mein P-Regler verhält sich schon wie zu erwarten.
Bei ner Vorgabe von 1000 u/min dreht er sich auf ne Drehzahl von ca. 700 auf. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 03. Jun 2008 13:45 Titel: |
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Prima Dann spricht ja bisher noch alles dafür, dass da kein Programmierfehler drinsteckt, sondern dass es einfach nur darum geht, passende Regelparameter zu finden.
Hast du die Möglichkeit, ohne zu viel Aufwand statt dem (oder zusätzlich zum) I-Anteil einen D-Anteil in deinen Regler reinzunehmen? Also aus deinem PI-Regler einen PD-Regler oder einen PID-Regler zu machen?
Dann könntest du probieren, ob sich so ein Motor tatsächlich deutlich leichter regeln lässt, wenn man einen Differentialteil mit dazunimmt. |
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Wüstenblume
Anmeldungsdatum: 27.05.2008
Beiträge: 8
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| Wüstenblume Verfasst am: 03. Jun 2008 13:58 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | Prima Dann spricht ja bisher noch alles dafür, dass da kein Programmierfehler drinsteckt, sondern dass es einfach nur darum geht, passende Regelparameter zu finden.
Hast du die Möglichkeit, ohne zu viel Aufwand statt dem (oder zusätzlich zum) I-Anteil einen D-Anteil in deinen Regler reinzunehmen? Also aus deinem PI-Regler einen PD-Regler oder einen PID-Regler zu machen?
Dann könntest du probieren, ob sich so ein Motor tatsächlich deutlich leichter regeln lässt, wenn man einen Differentialteil mit dazunimmt. |
aber der D-Anteil wird doch zum Dämpfen von Überschwingungen verwendet. Ich habe ja keine. Mein Sollwert wird nur leider nicht erreicht |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 03. Jun 2008 14:03 Titel: |
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Magst du mal genauer sagen, bei Welchen Werten von Kp dein reiner Proportionalregler welches Verhalten zeigt?
Bei welchem Werten regelt er noch gar nicht?
Bei welchen Werten fängt er an, sich auf konstante Werte (welche) unterhalb des Sollwertes einzustellen?
Bei welchem Wert für Kp erreichst du besagte 700 U/min ?
Wenn du nun etwas größere Kp als diesen letzteren Wert für Kp wählst, bekommst du dann ein Überschwingen? Zum Beispiel ein Überschwingen, das noch mäßig heftig ist?
Wenn du dein Kp so einstellst und dann einen D-Regelanteil mit dazunimmst, dann bist du voraussichtlich auf dem Weg zu einer ziemlich guten Regelung. |
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Wüstenblume
Anmeldungsdatum: 27.05.2008
Beiträge: 8
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| Wüstenblume Verfasst am: 04. Jun 2008 08:47 Titel: |
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So jetzt funktioniert es! Lag an der Auswahl der Reglerparameter. Hab jetzt Kp von 0,2 und Ki von 100.
Die sind bestimmt noch nicht optimal, aber der Regler regelt schon mal!!!!  |
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Wüstenblume
Anmeldungsdatum: 27.05.2008
Beiträge: 8
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| Wüstenblume Verfasst am: 04. Jun 2008 11:06 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | Magst du mal genauer sagen, bei Welchen Werten von Kp dein reiner Proportionalregler welches Verhalten zeigt?
Bei welchem Werten regelt er noch gar nicht?
Bei welchen Werten fängt er an, sich auf konstante Werte (welche) unterhalb des Sollwertes einzustellen?
Bei welchem Wert für Kp erreichst du besagte 700 U/min ?
Wenn du nun etwas größere Kp als diesen letzteren Wert für Kp wählst, bekommst du dann ein Überschwingen? Zum Beispiel ein Überschwingen, das noch mäßig heftig ist?
Wenn du dein Kp so einstellst und dann einen D-Regelanteil mit dazunimmst, dann bist du voraussichtlich auf dem Weg zu einer ziemlich guten Regelung. |
ich hätt da mal ne andere Frage. Wenn ich eine Störgröße auf die Strecke draufgebe und dann wegnehme, dann schwingt mein Motor ein wenig, bis es sich auf die Sollvorgabe eingeschwungen hat. Muss ich da den I-Anteil erhöhen, damit er sich schneller einschwingt oder muss ich den D-Anteil dazu nehmen, damit die Überschwinger weg sind? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 04. Jun 2008 18:13 Titel: |
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Wenn er dir noch zu viel schwingt, dann würde ich vorschlagen, zu versuchen, den p-Anteil ein bisschen runterzudrehen oder etwas d-Anteil dazuzugeben. |
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Wüstenblume
Anmeldungsdatum: 27.05.2008
Beiträge: 8
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| Wüstenblume Verfasst am: 04. Jun 2008 20:47 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | Wenn er dir noch zu viel schwingt, dann würde ich vorschlagen, zu versuchen, den p-Anteil ein bisschen runterzudrehen oder etwas d-Anteil dazuzugeben. |
Das komische ist, er schwingt bei niedrigen Drehzahlen mehr, bei hohen nicht so. Wenn ich den Motor mit der Hand ein bisschen aufhalte, dann schwingt er länger, bis es sich wieder einschwingt und bei niedrigen Drehzahlen läuft er überhaupt nicht sauber, ruckelt so....Liegt es an den Reglerparametern oder an dem Motor...? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 05. Jun 2008 14:09 Titel: |
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Natürlich können sich die Eigenschaften so eines Motors in Abhängigkeit von der Drehzahl etwas ändern, so dass dann je nach gewünschter Drehzahl unterschiedliche Regelparameter optimal sind.
Was du wohl allgemein suchst, werden Wert von Regelparametern sein, die für alle gewünschten Betriebsarten und Drehzahlen passable bis gute Regelergebnisse zeigen. Also einen guten Kompromiss, den du für alles wesentliche gut brauchen kannst. |
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