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Thema: Regelungstechnik: Fhrungsgre bestimmen

  1. #1
    Neuer Benutzer fters hier
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    Regelungstechnik: Fhrungsgre bestimmen

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    Hallo allerseits...

    ich bin gerade an einem Projekt dran, bei dem ich einen Regelkreis digital implementieren mchte. Ich lese jetzt schon seit geraumer Zeit Regelungstechnik-Tutorials usw., aber irgendwie wird dort auf meine Frage nicht wirklich eingegangen. Vielleicht stehe ich aber auch total auf dem Schlauch. Daher wrde ich mich sehr freuen, wenn ihr mir einen kleinen Wink mit dem Zaunpfahl geben wrdet

    Es geht um ein ferngesteuertes Auto, welches sich auf ein Hindernis zu bewegt. Die Entfernung messe ich mit dem SRF02, die Steuerung erfolgt mit einem ATmega. Die Fernbedienung liefert mir Werte von ca. 200 (100% Schub nach hinten) bis 300 (100% Schub nach vorn). Diese mchte ich entsprechend verndern, dass das Auto niemals gegen die Wand fhrt. Also quasi: Je schneller das Auto fhrt, desto mehr muss ich bremsen.

    Hier mal ein Teil meiner bisherigen Gedanken dazu:
    Aus zwei Messungen des SRF02 kann ich die Geschwindigkeit bestimmen, pro Messung den Abstand.

    Der nchste Schritt wre ja jetzt, aus diesen gegebenen Sachen eine Fhrungsgre zu bestimmen, um anschlieend die Regelstrecke zu bilden.

    Aber irgendwie hakt es in meinem Kopf, diesen Schritt auszufhren.

    Daher wrde ich mich sehr ber eure Hilfe freuen!!

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Hier habe ich es skizziert. Du rechnest den Wert der Fernbedienung mit dem Abstand zusammen. Das ist dein Sollwert. Diesen vergleicht der Regler mit der aktuellen Geschwindigkeit. Es knnte sein, dass du den Wert der FB bzw den Abstand anpassen musst. Die Geschwindigkeit musst du begrenzen, damit du nicht zu schnell wirst. Ich wrde noch eine Zeile in das Programm einbinden: wenn Soll > Fernbedienung => Soll = Fernbedienung

    Du musst aber auch beachten, dass sich die Werte frs Rckwrtsfahren umdrehen.

    MfG Hannes
    Miniaturansichten angehngter Grafiken Miniaturansichten angehngter Grafiken regler_161.jpg  

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Es ist gnstig, wenn man sich erstmal klar macht, welche Schnittstellen man zum System hat und wie man das erwnschte Ziel (= nicht anstoen) physikalisch definieren kann.
    Nicht anstoen heit, dass der Abstand Fahrzeug - Hindernis nie Null (oder gar negativ) werden soll. Es soll also letztlich eine Strecke (Abstand) geregelt werden.
    Eingreifen kann die Regelung ber die Versorgung der Motoren mit Energie, die zum Beschleunigen oder Bremsen bentzt werden kann. Genaues ber diese Einflunahme weiss man nicht, man knnte zum Beispiel annehmen, dass die Schubkraftvorgabe proportional zur Beschleunigung des Fahrzeugs ist (was sicherlich vereinfachend ist).
    Als weitere Gre knnen wir die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmen.

    Ziel des Reglers sollte sein, die (Brems-)Beschleunigung des Fahrzeugs in Abhngigkeit von der Fahrgeschwindigkeit so zu steuern, dass der Abstand niemals Null wird. Es wird dabei eine maximale Beschleunigung geben, die (bauartbedingt) nicht berschritten werden kann. Unterstellt man eine konstante Beschleunigung, dann ergibt sich ein quadratischer Zusammenhang zwischen Fahrgeschwindigkeit und notwendigem Bremsweg (so lernt man das auch in der Fahrschule als Faustformel fr den Bremsweg ). Der im Link angegebene Faktor k msste fr Dein Fahrzeug noch extra bestimmt werden.

    Die Geschwindigkeitsbestimmung ber die Differenz zweier US-Messungen ist eventuell kritisch. Mglicherweise kann es sinnvoll sein, wenn man die Geschwindigkeit anders misst (z.B. Zhlen der Radumdrehungen pro Zeiteinheit). Vielleicht geht es aber auch so, wie Du es vorschlgst.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionr Avatar von oberallgeier
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    Re: Regelungstechnik: Fhrungsgre bestimmen

    Zitat Zitat von -skunk-
    ... irgendwie hakt es in meinem Kopf ...
    Das ist ein typisches Symptom bei lngerer Beschftigung mit der Regelungstechnik; ich hatte mehrere Tage gebraucht, bis ich darin einigermassen fit war. Ich rate Dir, das hbsche Wiki dazu durchzulesen, klick hier. Knapp unter der verlinkten Stelle steht auch ein Codebeispiel fr die Realisierung eines digitalen Reglers.

    Parallel zum Lesen hatte ich mir meine Datenerfassung und Sizzen fr die Software notiert, siehe hier:

    ............

    (M)Ein Codebeispiel ist hier zu sehen (klick). Wichtig natrlich die Aufnahme der Sprungantwort, siehe z.B. bei meinem Beispiel hier und daraus die Berechnung der Regelparameter nach dieser Vorschrift. Und das Ergebnis funktioniert bei meinen Dosen prima. Bei meinem WALL R, einem umgebauten RC-Car (ohne RC, nur die on-board-Sensorik) geht der Abstand seitlich und nach vorne an a) den Lenkservo und b) eine Geschwindigkeitsvorgabe, letztere aber ohne Rckfhrung.


    Auch mit einer IR-Fernbedienung ausgelst.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Re: Regelungstechnik: Fhrungsgre bestimmen

    Zitat Zitat von oberallgeier
    Ich rate Dir, das hbsche Wiki dazu durchzulesen, klick hier. Knapp unter der verlinkten Stelle steht auch ein Codebeispiel fr die Realisierung eines digitalen Reglers.
    Na endlich einmal etwas brauchbares in D verfasst das auch noch gut nachvollziehbar ist!

    Danke fr den Link.

    Gru Richard

  6. #6
    Neuer Benutzer fters hier
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    Hui, vielen Dank fr die Antworten. Ich werde das mal in Ruhe nachvollziehen. Daher entschuldigt, wenn ich nicht sofort zurckschreibe! Vermutlich werde ich erst Anfang nchster Woche dazu kommen...

  7. #7
    Neuer Benutzer fters hier
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    Sodele...da bin ich wieder ^^
    Ich habe mittlerweile herausgefunden, dass, wie ranke bereits sagte, die Geschwindigkeitsmessung aus 2 Abstandsmesswerten schon ziemlich beschissen ist Also lieber nur den reinen Abstand nehmen.

    Trotzdem komme ich gedanklich nicht bei der Bestimmung von 'w' weiter. Im Endeffekt muss ich mir x und den Abstand angucken, daraus dann w errechnen, wenn ich das richtig verstanden habe.

    @oberallgeier: Du gibt in deiner "Mitschrift" eine Formel zur Berechnung von w auf. Ich komme aber nicht dahinter, wie du das gemacht hast?!? Ich habs echt irgendwie noch nicht raus :\

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich wrde versuchen die Geschwindigkeit aus Radencodern zu berechnen und zusammen mit dem gemessenen Abstand zum Hindernis dann den Bremsweg b.z.w. die ntige Verzgerung zu ermitteln. Also je geringer der Abstand um so strker Fahrt heraus nehmen b.w. bei sehr kleinen Abstand auch bremsen.

    Bei x Geschwindigkeit und Y zur Verfgung stehender Wegstrecke sollte das doch machbar sein?

    Gru Richard

  9. #9
    Neuer Benutzer fters hier
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    Naja, die Geschwindigkeit habe ich ja bei meinem Aufbau nicht. Wenn wir davon ausgehen, dass das auch so bleibt, habe ich nur den Abstand und das Signal von der Fernbedienung. Ich wrde also auch sehen, wenn der "Fahrer" weniger Gas gibt und knnte das mit einbeziehen...

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von -skunk-
    Naja, die Geschwindigkeit habe ich ja bei meinem Aufbau nicht. Wenn wir davon ausgehen, dass das auch so bleibt, habe ich nur den Abstand und das Signal von der Fernbedienung. Ich wrde also auch sehen, wenn der "Fahrer" weniger Gas gibt und knnte das mit einbeziehen...
    Hmm, das verstehe ich jetzt gerade nicht ganz. Wenn man etwas Regeln will braucht man auch Regel Parameter. Das muss jetzt nicht Geschwindigkeit sein, Tick's welche den zurck gelegten Weg beschreiben und mit dem zur Verfgung stehenden Weg vergleichen, knnten auch ausreichen.

    Nur mit dem Abstand alleine wird es aber wahrscheinlich Probleme geben.

    Gru Richard

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