). Ich werde auch mal den Einzelschritt-Fehler suchen.
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Achim,
bin 'mal gespannt auf Deinen Testflug mit dem SRF08. Den Sensor in voller Höhe im Flügel zu versenken ist eine gute Idee. Vielleicht dann noch mit einem Plättchen von Deinem Schaumstoff abdecken?
Grundsätzlich zur empirischen Regleroptimierung (vielfach praxiserprobtes Verfahren):
Der Zielzustand des Reglers ist erreicht, wenn der Istwert nach einem oder maximal zwei stark gedämpften Überschwingern in einen stabilen Dauerzustand übergeht. Diesen Zustand bezeichnet man als "nahe an der Stabilitätsgrenze". Bei schwach (suboptimal) eingestellten Reglern dauert es eine Ewigkeit, bis der Dauerzustand erreicht wird. Bei zu scharfer (instabiler) Einstellung kommt es zur Dauerschwingung, schlimmstenfalls mit zunehmender Amplitude. Achtung: Der Istwert im stabilen Dauerzustand braucht nicht mit dem Sollwert identisch zu sein!
Als Anfangseinstellung einstellen: P = 1, I = unendlich, D = 0.
Jetzt zuerst nur den P-Parameter optimieren: Mit Anfangseinstellung prüfen, ob die das Regelverhalten instabil ist. Ist es das nicht, dann den P-Teil so oft verdoppeln, bis instabiles Verhalten erreicht ist. Wenn das Regelverhalten schon mit der Anfangseinstellung instabil ist, dann den P-Parameter so oft halbieren, bis das Verhalten stabil ist. Am Ende dieses Verfahrens hat man einen P-Wert mit instabilem und einen mit nicht instabilem Verhalten. Dazwischen liegt der optimale Wert.
Um den optimalen Wert zu finden, wendet man die Halbierungsmethode an: Als nächsten P-Wert den Mittelwert von instabilem und nicht instabilem Wert einstellen und austesten. Und so weiter, bis man möglichst nahe am optimalen Verhalten der Regelstrecke angekommen ist. Achtung: Auf keinen Fall vorzeitig an den anderen Parametern drehen! Das geht in aller Regel nur schief und kostet jede Menge Zeit!
Nachdem jetzt der P-Teil gut eingestellt ist, knöpfen wir uns den I-Teil nach demselben Verfahren vor:
Man schätzt bei den vorangegangenen Versuchen die Zeit, mit der das Flugzeug auf Änderungen am Reglerausgang reagiert. Das braucht nur eine grobe Schätzung zu sein: 0,1s oder 1s oder 1min. Auf diesen Wert stellt man die I-Zeit ein. Anschliessend kommt dasselbe Test- und Nachstellverfahren, wie beim P-Teil, nur nähert man sich beim I-Teil dem instabilen Regelverhalten durch Verkürzen; durch Verlängern wird der Regler träger (also andersherum als beim P-Teil). Am Ende, mit richtig eingestellter I-Zeit, sollte das Reglerverhalten noch näher an das optimale Verhalten herangekommen sein.
Anschliessend den P-Teil nach-optimieren (immer nach demselben Verfahren von Testen und Nachstellen). Meistens kann man ihn noch etwas vergrössern und damit ein noch besseres Regelverhalten erreichen.
Als letzter kommt der D-Teil dran. Den Anfangswert nach der zuletzt beobachteten Reaktionszeit einstellen und dann wie oben beschrieben schrittweise optimieren (Vergrössern macht instabiler, Verkleinern träger). Der D-Teil ist am Schwierigsten einzustellen, weil es dabei manchmal zu ganz heimtückischen metastabilen Zuständen kommt, in denen das System sich anfangs stabil verhält, dann aber plötzlich in Dauerschwingungen umkippt. Deshalb ist ein kleinerer D-Teil immer die sicherere Wahl.
Am besten führt man eine Tabelle mit den drei Parameterwerten und markiert jeweils, ob stabiles Verhalten vorlag oder nicht. Wichtig ist, immer nur einen Parameter auf einmal zu ändern bis man ein Zwischen-Optimum erreicht hat! Wenn man's anders macht, kommt man ganz schnell durcheinander und kann wieder ganz von vorn anfangen - sehr ärgerlich, weil solche Optimierungen unheimlich viel Zeit kosten.
Wie schon gesagt erwarte ich, dass bei Deiner Anwendung der I-Teil ausgeschaltet, also die I-Zeit unendlich bleiben muss. Der D-Teil kann helfen, aber möglicherweise brauchst Du ihn noch nicht einmal. Es würde mich nicht wundern, wenn ein gut angepasster, möglichst hoher P-Teil allein schon völlig ausreicht.
Versuch's doch mal nach dieser Methode - bei mir hat das viele hundert Male gut funktioniert!
Ciao,
Harald.
Vielleicht, wenn ich es morgen gefixt habe...
Mal sehen, wie die Messungen bei Wind aussehen. Wenn sie nicht wesentlich schlechter sind, taugt die aktuelle Einstellung doch schon zur Landeunterstützung und vielleicht auch zum autonomen Tiefflug (*träum*). Ich danke allen, die sich an der Diskussion beteiligt haben! Habe jetzt zwei SRF02 günstig abzugeben - Scherz, die behalte ich voerst.
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