Digitale regelungstechnik f r dummies
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Digitale Regelungstechnik für Dummies. Ein Überblick. Ziele der Regelungstechnik Das Standard-Modell Ideales Führungsverhalten Der übliche Umgang mit Fehlern Äpfel und Birnen Von der Analyse zur Synthese Quasistetige- versus Deadbeat -Regler Stolpersteine Ein Realisierungsbeispiel

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Digitale Regelungstechnik für Dummies

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Presentation Transcript


Digitale regelungstechnik f r dummies

Digitale Regelungstechnikfür Dummies


Ein berblick

Ein Überblick

  • Ziele der Regelungstechnik

  • Das Standard-Modell

  • Ideales Führungsverhalten

  • Der übliche Umgang mit Fehlern

  • Äpfel und Birnen

  • Von der Analyse zur Synthese

  • Quasistetige- versus Deadbeat-Regler

  • Stolpersteine

  • Ein Realisierungsbeispiel

  • Sinnvolle Nebenbeschäftigung

  • Aufbau einer Modell-Maschine


Ziele der regelungstechnik

Ziele der Regelungstechnik

  • ?

  • …etwas trotz Störeinflüssen mit geringem Aufwand schnell und genau einstellen

  • Realisierungen:

    • elektronisch

      • analog (noch?)

      • digital

        • mit Mikrokontroller


Das standard modell

Das Standard-Modell

Übertragungsfunktion der Führungsgröße,

Geschlossener Regelkreis:

W(s)Sollwert,Führungsgröße

E(s)Fehler, Regelabweichung

U(s)Stellgröße

Z(s)Störgröße

Y(s)Istwert, Streckenwert


Ideales f hrungsverhalten

Ideales Führungsverhalten

Übertragungsfunktion:

aber

G(s)-1 … nicht kausal, daher Verzögerung Tv abspalten und G‘(s)-1 realisieren

führt zur Übertragungsfunktion


Umgang mit fehlern

Umgang mit Fehlern

Hier soll nur die Regelabweichung E(s) gebildet werden


Umgang mit fehlern1

Umgang mit Fehlern

Vergleich: (zeitlich) Äpfel mit Birnen

Der Istwert Y(s) ist ja die Reaktion auf den um Tv älteren Sollwert W(s)


Laufzeitkorrektur

Laufzeitkorrektur

Jetzt werden zeitlich zusammenpassende Signale verglichen


Laufzeitkorrektur1

Laufzeitkorrektur

Fehlerwert muss zwischengespeichert werden, da bei erfolgreicher Korrektur kein Fehlersignal gebildet wird. Dies erfordert aber eine getaktete Signalverarbeitung


Allgemeine blockstruktur

Allgemeine Blockstruktur

Die linearen Übertragungsblöcke können zusammengefasst werden..


Allgemeine blockstruktur1

Allgemeine Blockstruktur

Die linearen Übertragungsblöcke können zusammengefasst werden,

wobei einer der Blöcke redundant ist


Regler mit vorfilter

Regler mit Vorfilter

Der erste Block wird dann als Vorfilter bezeichnet.


Auswirkung des vorfilters

Auswirkung des Vorfilters

  • Führungsverhalten:

  • Störverhalten:

  • Durch den Freiheitsgrad der zusätzlichen Übertragungsfunktion des Vorfilters Dv(s) kann die Führungsübertragungsfunktion Gw(s) angepasst werden, während die Störungsübertragungsfunktion Gz(s) unverändert bleibt.


Von der analyse zur synthese

Von der Analyse zur Synthese

  • Bei einer gegebenen Strecke lässt sich ein dazu passendes (kausales) Führungsverhalten definieren. Möglichst kurze Reaktionszeiten führen aber zu großen Amplituden der Stellgröße (Windup).

  • Genügt das sich daraus ergebende Störverhalten den Ansprüchen, kann das Vorfilter weggelassen werden; wenn nicht, wird ein Teil der Übertragungsfunktion in das Vorfilter verlagert


Digitale realisierungen

Digitale Realisierungen

  • Die Strecken sind fast immer analog, die Regelung soll digital ausgeführt werden:


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