Drehzahlregelung mit selbstgebautem Regler

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21.05.2011, 12:44
KrosseKrabbe

Drehzahlregelung mit selbstgebautem Regler

Hi,

ich habe einen DC Motor bei dem die Drehzahl über die Spannung geregelt werden soll (Über Hardware). Habe mich nach ein paar Tests für einen PI und ggfls PID regler entschieden. Roboternetz bietet da ja eine gute Informationsseite an (http://www.rn-wissen.de/index.php/Regelungstechnik). Habe einen Tachogenerator der mit dem Motor verbunden ist. Habe nun Probleme wie ich das ganze Verschalten soll.

Brauche ich noch einen Komparator der das Tachosignal mit der Eingangsspannung vergleicht? Und von dort dann auf den PI/PID Regler und von dort in den Spannungseingang des Motors?

Ich hoffe ihr versteht mich :).

Vielen Dank!
21.05.2011, 14:17
oberallgeier

Hi,

ich habe mir eine Skizze zum Regelkreis gemacht und die einzelnen Teile und Größen darin eingetragen. Wenn Du es so ähnlich machst und das mit dem Regelungstutorial von waste im RN-Wiki vergleichst, kommst Du sicher ein bisschen weiter. Übrigens habe ich später die Geschichte mit den Sprungantworten etwas weiter getrieben *ggg*.

......Bild hier

Vielleicht hilft Dir diese Vorgehensweise weiter?
21.05.2011, 15:03
KrosseKrabbe

Hi, ansich ist mir das schon klar wie so ein Regelkreis funktioniert. Ich habe allerdings probleme bei dem Regler. Wie ich den den ganu verschalte. Hau ich da einfach nen PI Regler rein und schliess das dann direkt an den Motor an? Das kann ja garnicht gehen oder? Ich muss die Spannungen doch erst vergleichen( Komparator?) und dann in den Regler und von dort aus in den Motor.

Also brauche ich neben dem eigentlichen Regler PI,PID noch einen Komparator. Das würde dann wohl den verbindungspunkt ersetzen?
21.05.2011, 15:28
oberallgeier

Zitat:

Zitat von KrosseKrabbe

... ansich ist mir das schon klar wie ... funktioniert. Ich habe allerdings probleme ...

Ist klar <-> habe Probleme. Das passt nicht wirklich zusammen.

Zitat:

Zitat von KrosseKrabbe

... Wie ich den den ganu verschalte ... Hau ich da einfach nen PI Regler rein und schliess das dann direkt an den Motor an ...

Eines der großen Geheimnisse der Regelungstechnik: DC-Motoren laufen mit Strom und nicht mit Ergebnissen aus der Regelungssoftware.

Zitat:

Zitat von KrosseKrabbe

... die Spannungen doch erst vergleichen( Komparator?) und dann in den Regler und von dort aus in den Motor ...

Im Link oben habe ich nicht nur die Skizze, die hier gezeigt ist, sondern auch den dazugehörigen Rechencode. Skizze und Code zusammen sollten die Klärung bringen. Dass der Istwert aus dem Sensor und die Führungsgröße von gleicher Dimension sein müssen verlangt ja schon das ÄnmBVG (Äpfel nicht mit Birnen Vergleichs Gesetz). Der Komparator ist also digital-softwaretechnisch, die Regelabweichung wird im Regler verrechnet und als Stellgröße an das Stellglied weitergeleitet. Das wiederum ist bei mir der Motortreiber. Erst von dem gehts "in den Motor". Alles steht im Regelungstechnik-Wiki.

Zitat:

Zitat von KrosseKrabbe

... Hi, ansich ist mir das schon klar wie so ein Regelkreis funktioniert ...

Dann gibts ja null Problemo.
21.05.2011, 16:37
ranke

Zitat:

Brauche ich noch einen Komparator der das Tachosignal mit der Eingangsspannung vergleicht? Und von dort dann auf den PI/PID Regler und von dort in den Spannungseingang des Motors?

Im einzelnen braucht man:
1. Differenzbildung zwischen Sollwert (Führungsgröße) und Istwert (Signal vom Tachogenerator). Der Regler verarbeitet nur die Differenz, die Ablsolutwerte werden nicht weiter berücksichtigt.
2. Die Differenz wird rechnerisch weiter verarbeitet. Im einfachsten Fall (P-Regler) wäre das die Multiplikation mit einem einstellbaren Faktor (entsprechend einer Regelverstärkung). Bei Bedarf wird die Ableitung der Differenz nach der Zeit (D-Anteil) und die Integration der Differenz über die Zeit (I-Anteil) auch ausgerechnet, jeweils mit einem eigenen Faktor multipliziert und zum P-Anteil hinzuaddiert. Das ganze ergibt die Stellgröße. Das kann jetzt z.B. eine bestimmte elektrische Spannung (oder sonst eine physikalische Größe) sein.
3. Zum Betrieb des Motors braucht man wahrscheinlich noch einen Leistungsverstärker, der diese Spannung auf den Motor gibt. Man wird - außer bei sehr kleinen Leistungen - vorzugsweise den Motor mit einer PWM ansteuern wollen, das gehört dann im Prinzip zur Leistungsverstärkung dazu. Wenn man sich für PWM entscheidet, dann kann man natürlich schon die Stellgröße als PWM ausgeben (Mikrocontroller, die die Rechnerei machen können, können das ja auch oft), dann braucht man nur noch die Leistungsverstärkung (z.B. H-Brücke, wenn beide Drehrichtungen genützt werden sollen).