Eine Frage über Kaskadenregelung von Elektromotor

Zitat:

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Zitat von waste

Warum verwendest du dann 2 Quantisierer hintereinander in deiner Simulation?

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ich wird überfragt. eigentlich wurden sie nicht von mir erstellt, sondern von meinem betreuer.

Zitat:

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Zitat von waste

Probier doch einfach die hier bereits genannten Kombinationen:
G1=40000 und G2=400
G1=3000 und G2=300
G1=1000 und G2=60
und stell die Ergebnisse der Simulation zum Vergleich hier rein.

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die Ergebnisse der Simulation habe ich in der Datei angehängt. Bei G1=40000 und G2=400 ist die Grenzgrequenz 400Hz, bei G1=3000 und G2=300 ist 300Hz, bei G1=1000 und G2=60 ist 60Hz.
vorher habe ich vertippt, das waren G1=100000 und G2=100000. die Grenzgrequenz ist 100KHz.

Zitat:

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Zitat von waste

Außerdem liegt die Grenzfrequenz deiner Dimensionierung bei 30kHz, da kannst du dir den Aufwand mit dem Beobachter sparen, die Störunterdrückung wird nicht besser sein als mit dem Differenzierer allein. Im Gegenteil durch das Glättungsfilter vor dem Differenzieren wird der sogar besser sein.

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mir ist ein bisschen schon peinlich, weil das ich leider noch nicht verstanden kann, warum so?

Frage deinen Betreuer, was für einen Zweck der 2. Quantisierer in der Simulation hat. Du musst doch auch wissen, wie du den parametrieren sollst.

Zitat:

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die Ergebnisse der Simulation habe ich in der Datei angehängt. Bei G1=40000 und G2=400 ist die Grenzgrequenz 400Hz, bei G1=3000 und G2=300 ist 300Hz, bei G1=1000 und G2=60 ist 60Hz.
vorher habe ich vertippt, das waren G1=100000 und G2=100000. die Grenzgrequenz ist 100KHz.

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Als Simulationsergebnis dachte ich an die Geschwindigkeit in der Kaskadenregelung. Das ist doch der springende Punkt, um den es geht. Wie wirken sich die unterschiedlichen Parameter des Beobachters auf die Störunterdrückung aus.

Du hattest doch das Problem, dass die einfachen Lösungen, also nur integrierte Beschleunigung oder nur differenziertes Positionssignal, zu schlechte Performance haben. Der Integrator wird eine Drift aufweisen und das Differenzierglied wird die Treppenfunktion des quantisierten Positionssignals stark hervorheben. Ein Beobachter, der beide Signale so verarbeitet, dass die Störungen (Drift und Treppenstufen) herausgefiltert werden, sollte die Lösung bringen. Du hast auch eine Beobachterstruktur gefunden, die das macht. Für das Beschleunigungssignal stellt es einen Hochpass H(s) dar und filtert dadurch die Drift heraus. Für das Positionssignal stellt es einen Tiefpass L(s) dar und filtert hoffentlich die Störungen verursacht durch die Quantisierung (Treppenstufen) heraus. Damit die Treppenstufen gefiltert werden, muss die Grenzfrequenz des Tiefpasses natürlich kleiner sein als die Frequenz der Treppenstufen. Deine Dimensionierung des Beobachters ging da in die falsche Richtung.

Das zusammengesetzte Signal aus dem Hochpass H(s) und dem Tiefpass L(s) ergibt einen ebenen Frequenzgang (Übertragungsfunktion = 1), egal welche Grenzfrequenz. Deshalb wirkt sich die Grenzfrequenz auch nicht auf die Stabilität der Kaskadenregelung aus. Man kann die Grenzfrequenz auch als Übernahmefrequenz bezeichnen, weil bei dieser Frequenz das Signal von jeweils dem anderen Zweig übernommen wird.

Aus Sicht der Driftunterdrückung sollte die Übernahmefrequenz möglichst hoch sein, aber aus Sicht der Störunterdrückung der Treppenstufen sollte die Übernahmefrequenz möglichst klein sein. Es muss also ein Kompromiss gemacht werden, wobei ich die Driftunterdrückung als unkritisch sehe und eher zu einer kleineren Übernahmefrequenz neige.

Simulier doch das Geschwindigkeitssignal mit Beobachter und den Parametern:
G1=40000 und G2=400
G1=1000 und G2=60
und vergleich das miteinander und mit einer Simulation ohne Beobachter also nur mit differenziertem Positionssignal und stell die Ergebnisse hier rein.

Noch eine Anmerkung zu den Frequenzangaben:
Meine Frequenzangaben waren in Hertz. Deine Frequenzangaben waren als Kreisfrequenz in der Einheit rad/s. Die Kreisfrequenz = 2* pi * f. Deshalb der Unterschied von Faktor 6,28 zwischen meinen und deinen Frequenzangaben.

Waste

die Bode-Diagramme habe ich noch einmal erstellt mit Grenzfrequenzen. und die Geschwindigkeitssignale mit und ohne Beobachter habe ich auch mal simuliert.

okay, auf dem Signal ohne Beobachter sieht man die Störungen und das Signal mit Beobachter ist sauber. Vielleicht findest du noch ein weitere Einstellung, wo der Unterschied noch deutlicher ist, damit der Vergleich besser zur Geltung kommt. Das war es doch, was du haben wolltest, oder?