Simulation einer zu regelnden < Regelungstechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 23:01 Di 19.11.2013 | | Autor: | Goldberg13 |
| Aufgabe | | Abbildung der zu regelnden Maschine in einem Simulationsprogramm um daran die entwickelten Regler austesten zu können. |
Hallo Leute, ich bräuchte mal dringend eure Hilfe!!!
Es geht um die regelungstechnische Simulation einer Maschine ich hoffe könnt mit helfen.
Ich habe verschiedene Sprungantworten aufgenommen und versuche nun sie mit einem Simulationsprogramm nachzubilden. Erreichen möchte ich damit, dass die Simulation die reale Maschine so abbildet, dass ich daran die entwickelten Regler testen kann. Aus verschiedenen Gründen ist dies nicht an der realen Strecke möglich.
Ich habe bereits einige Möglichkeiten ausprobiert um die Sprungantworten nachbilden zu können, so z.B. ein mathematisches Modell der Strecke, das Ablesen der Parameter aus den Sprungantworten durch Anlegen der Wendetangente, die Berechnung von Verstärkungsfaktor, Dämpfung und Kennkreisfrequenz bei einem schwingungsfähigen PT2-Ansatz, aber auch die Modellierung durch einfaches Zusammenschalten verschiedener Regelglieder unter Variation der Parameter. Leider hat bisher keines der Verfahren eine zufriedenstellende Lösung gebracht.
Die besten Ergebnisse erzielte noch das Anlegen der Wendetangente bei den nicht schwingenden und die Berechnung der Parameter bei den schwingenden Sprungantworten. Bei Letzteren stimmt die Form der Kurve mit den Aufgenommenen überein. Allerdings ist die Überschwingweite in der Realität deutlich größer als in der Simulation. Bei den aperiodischen Antworten bekomme ich nicht einmal die Form der Kurven simuliert; die Steigungen stimmen nicht überein. Auch habe ich schon versucht verschiedene Störungen (Reibung, Biegung, elastische Verformung) in die Simulation mit einfließen zu lassen, die in der realen Messung gewirkt haben könnten und deren Höhe nicht ohne weiteres bestimmt werden kann. Diese habe ich sowohl als festen Offset, als auch mittels Rampenfunktionen eingebracht, doch auch dies führte nicht zum gewünschten Ergebnis.
Für die Simulation nutze ich ein schwingungsfähiges PT2 Glied mit den Parametern Dämpfung (errechnet aus der Höhe der Überschwingweite und der Höhe des folgenden Unterschwingers) und der Kennkreisfrequenz ( über TE, dem Zeitraum zwischen zwei positiven oder zwei negativen Maxima und der Dämpfung).
Die so errechneten Parameter passe ich dann in der Simulation so an, dass der zeitliche Ablauf einigermaßen mit der aufgenommenen Kurve überein stimmt. Im Anhang findet ihr ein Beispiel der dabei entstandenen Sprungantworten.
Hierbei waren die Parameter: Verstärkung = 0,77875; Dämpfung = 0,4539 und die Kennkreisfrequenz = 10,5.
Für die aperiodischen Verläufe nutze ich einen „Kontinuum“ Baustein, an dem ich direkt die Verzugs- und die Ausgleichszeit angeben kann. Im Beispiel waren dass die Werte: Verzugszeit = 0.342 und die Ausgleichszeit = 0.446.
Ich vermute es wäre möglich die Parameter so lange zu verändern, bis das Ergebnis annähernd dem Gewünschten entspricht, allerdings ist ein solches Vorgehen meines Erachtens nach wenig wissenschaftlich und in der restlichen Zeit bis zum Abgabetermin meiner Arbeit, aufgrund der großen Anzahl an Sprungantworten, auch nicht machbar. Da muss es doch eine andere Lösung geben!
Hat einer von euch vielleicht Erfahrung in der praktischen Anwendung der Regelungstechnik und kann mir helfen, bzw. mir das normale Vorgehen schildern?
Ich habe diese Frage auch in folgenden Foren auf anderen Internetseiten gestellt:
http://www.techniker-forum.de/thema/simulation-einer-zu-regelnden-strecke-aus-deren-sprungantworten.90025/
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 18:09 Mi 20.11.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Goldberg13,
zunächst einmal wilkomen hier im Forum. Das hört sich ja schon sehr nach einer Semestralarbeit an, an der Du da sitzt. Ich befürchte nur, dass Dir keiner eine sinnvolle Antwort geben kann, denn es ist unklar, was Du überhaupt regelst, wie die Regelstrecke aussieht und unter welchen Bedingungen Du den gesamten Regelkreis betreiben willst. Geht es um ein schnelles Einschwingen, um Robustheit gegenüber Störgrößen, um ein Regeln innerhalb eines vorgegebenen Regelgrößenraums (z.B. weil sonst die Maschine kaputt geht) oder ist das Stellsignal verrauscht. Es gibt hier einfach zu viele Möglichkeiten, und eine allgemeingültige Optimallösung gibt es bei so etwas leider nicht.
Mit dem PT2-Glied als Regler bist Du sehr flexibel, aber das Ding kann auch schwingen, und das möchte man normalerweise nicht.
Eine analytische Behandlung des ganzen Regelkreises scheint ja nicht möglich zu sein.
Sorry, aber da sehe ich kein Land in Sicht.
Viele Grüße,
Infinit
|
|
|
|
