Date: February 04, 2008 at 00:27:38
From: Funman, [ip-238-20.travedsl.de]
Subject: Regler

Hallo Joachim, zu stellen vs. regeln: Schon sehr richtig, Du solltest soviel wie möglich stellen, also aus vorprogrammierten Werten ausgeben, und so wenig wie möglich nachregeln. Je besser das klappt, desto genauer und schneller ist die Geschichte. Allgemeine Faustregel: der Regelkreis macht das Gegenteil dessen, was Du denkst. Wenn Du eine Glättung einbaust, wird er mehr schwingen. Wenn Du differenzierst, wird er langsamer, wenn Du begrenzt, überschwingt er noch mehr usw... Zum P-Regler: richtig, so gehts. Der P-Regler hat eine Verstärkung, den K-Faktor. Wenn der zu groß ist, dann schwingt der Regler, ist er zu klein, ist das Ergebnis zu wenig genau. Bei einem P-Regler kannst Du das noch einfach ausprobieren. Mach mal. Du wirst vermutlich feststellen, daß es schon gut tut. Mach die Verstärkung so, daß er beginnt, Überzuschwingen. Eine Begrenzung ist schädlich, solltest Du lassen. Ist auch nicht nötig. Wenn doch, ist die Verstärkung viel zu hoch. Beispiel: 5% Abweichung vom Sollwert machen 50% Stellweg. Das ist schon eine ganze Menge. Verstärkung heißt, wieviel verstellt er am Ausgang bei welcher Abweichung am Eingang. Jede Art von Verzögerung, also Glättung, ist schädlich. Ich würde erstmal alles sowas weglassen. Der Sensor sollte so schnell wie möglich sein und eben nicht viel Müll raustun. Wenn es nicht unerträglich müllt, dann glättet der Regelkreis schon von alleine. Das ist nicht kritisch. Auch mit etwas Müll gibts noch ein gutes Ergebnis. Glätte nicht mehr als 1 Digitalisierungstakt, also, als für die digitalisierung eh notwendig ist. Aus Deiner Beschreibung kann ich keinen D-Regler erkennen. Ein D-Anteil funktioniert "zu Fuß" so: Du vergleichst den aktuellen mit dem letzten Wert, bildest also die Differenz, (aktueller Wert) - (letzter Wert), multiplizierst das mit der Verstärkung des D-Anteils, das ist die sog. Stufentiefe, ein eher experimenteller Wert, und gibst es auf den Ausgang bzw. das P-Signal additiv drauf. Gute Werte für die Stufentiefe sind 2 bis 10, mehr nicht. Der D-Regler stabilisiert den Regelkreis und macht ihn erstmal langsamer. Da er aber stabiler ist, kannst Du die Verstärkung des P-Anteils weiter aufdrehen. In Summe wird es schneller als ohne D-Anteil, ein bißchen zumindest. Und etwas genauer. Zur Auflösung: wenn Du zu schnell digitalisierst, dann bekommst Du entsprechend mehr Rundungsfehler und Rauschen. Du solltest den Takt so langsam wählen, daß er gerade nicht schadet. Also z.B. Faktor 10 schneller als der Stellmotor oder der Sensor, keinesfalls mehr. Wenn Du zu selten digitalisierst, dann gibts wieder mehr Überschwingen. Probier es aus und geh dann etwas zurück. Die Formeln von Baffe sind zwar richtig, haben nur 1 Problem: Du weißt die Größen nicht, die Du einsetzen mußt, also Tn und Tv z.B. Dann möchte ich noch darauf hinweisen, daß man normalerweise ein paar Semester studiert, bis man das weiß.... Der normale Weg für einen analogen Regler ist: Ausmessen, was Dein System tut, also Sprünge oder gewobbelte Frequenzen draufgeben und die Reaktion beobachten. Daraus ein Modell bestimmen. Das ist die sog. Identifikation. Mit diesem Modell, das einige signifikante Zahlen enthält, kann dann ein Regler ausgelegt werden, auch simuliert werden. Bei dieser Auslegung kommen die Tn und Tv und K usw. aus Baffes Formeln raus. Für die Auslegung gibt es verschiedene Verfahren. Das Ergebnis wird dann gebastelt, mit einem OP z.B. Ein digitaler Regler ist ein digitales Filter. Es besteht aus einer Verzögerungskette, also einem FIFO, und einem Satz Multiplizierer und Addierer. Die Regel sieht dann etwa so aus, nimm den letzten Wert mal +0,5, den vorletzen mal -0,25 und den vorvorletzten mal +0,05 und addiere das auf. Auf diese Koeffizienten kommt man auch mit einer Auslegung. Ein Ausprobieren ist in der Regel zum Scheitern verurteilt. Das heißt, Messen, Rechnen, simulieren ist angesagt. Das was Du vorhast ist ein digital simulierter Analogregler. Bis zu drei Zweigen, PID also, ist das noch möglich. Ich habe mit gutem Erfolg reine Integratorregler nach diesem Prinzip für die Geschwindigkeitsstabilisierung eines Scanners auf einem µC programmiert. Scanfrequenz 200 Hz, 50 Abtastungen pro Scan, nicht mehr, Eingang ist die Geschwindigkeit, Ausgang auch. Das Ausgangssignal wird dann analog integriert, um aus der Geschwindigkeit die Position für die Ansteuerung des Scanners zu machen. Auch da macht der Regler aber nur +-10% des Bereiches, der Rest wird vorgegeben. Der Regler stabilisiert die +- 10% auf etwa +- 0,1%. Tschüß, Hajo