Geschwindigkeitsreglung PI Regler

[021aet04]

Wilkommen im Forum,
Damit due die Drehzahl konstant halten kannst brauchst du einen Tacho oder einen Drehgeber, der die Drehzahl misst. Ein Tacho gibt ein Analogsignal zurück, besser wäre ein Drehgeber (es reicht eine Spur), da du auch die Umdrehungen messen kannst.

Das einfachste wird sein einen Regler zu programmieren, der den Sollwert zwischen 0 und 5V ausgibt. Die 5V für den µC (den Regler z.B. mit µC) erzeugst du aus der vorhandenen Spannung (am Besten die niedrigste zur Verfügung stehende). Wenn die Spannung zu groß wird kannst du auf einen Schaltregler zurückgreifen. Wenn du einen µC nimmst kannst du die Rampe im Programm anpassen/programmieren.

Du findest im Wissensbereich (RN-Wissen) einen Beitrag zum Thema Regelung.

MfG Hannes

[ranke]

Bei der technischen Realisation gibt es verschiedene Möglichkeiten. Nachdem der Motorcontroller mit einem Analogsignal angesteuert wird, wäre auch ein analoger Regler denkbar. Das hängt auch davon ab, was für ein Sensor gewählt wird. Ich denke, dass eine PI Charakteristik nicht nötig wäre, ein reiner P-Regler sollte genügen.
Wie bei allen Anwendungen bei denen Maschinenkräfte auf Menschen einwirken sollte man auch ein besonderes Augenmerk auf die Auswirkungen von Fehlfunktionen im System haben. Beispielsweise würde der Regler beim Ausfall des Sensorsignals auf maximale Leistung steuern und am Seilende auch nicht abschalten. In dieser Situation darf keine gefährliche Situation entstehen, möglichst unabhängig vom Eingreifen des Windenführers.

[PICture]

Hallo!

Genau ! Ein Typ und eine Art vom optimalen Regler kann erst nach detailierten Messungen und Analise des Vorhandenes und Gewünschtes gewählt werden.

[michi*]

Hi
Ich werde gleich mal den Beitrag im RN-Wissen durcharbeiten. Ich dachte der I Anteil hilft mir dabei, dass wenn die Nenngeschwindigkeit erreicht ist diese Gehalten wird.
Mein " Wunsch" ist ja soweit denke ich klar, leider weiß ich noch nicht welche Messung ich hierzu vornehmen sollte.

Vielen Dank für die Antworten!
Michi

[oberallgeier]

... Ich dachte der I Anteil hilft mir dabei, dass ... die Nenngeschwindigkeit ... Gehalten wird ...

Dazu tragen alle Anteile bei. Der I-Anteil sollte übrigens in einem Band um den Sollwert herum abgeschaltet werden, um ein ständiges Zittern möglichst zu verhindern.

... leider weiß ich noch nicht welche Messung ich hierzu vornehmen sollte ...

Ich habe bei der Ausarbeitung der Regelung zu meinem MiniD0 hier über erste Messungen berichtet. Das geht dann im Thread weiter bis über dieses Posting hinaus.

[wkrug]

Wenn bei deiner Seilwinde Zahnräder verwendet werden, kannst Du als Drehzahlnehmer Zahnrad ( Geartooth ) Sensoren verwenden, wie sie z.B. im Auto als ABS Sensoren verwendet werden.

Ich meine eine P-Regelung sollte für deine Aufgabe eigentlich ausreichend sein, weil 1/2 Stundenkilometer hin oder her wird wohl hier nichts ausmachen.
Wenn die Sollwert Abweichung dann doch zu groß ist, kannst Du immer noch einen I-Anteil dazu mischen.

Die Parameter für die Regelung wirst Du wohl nur experimentell ermitteln können und vermutlich wird es je nach Lastzustand ein Kompromiss sein müssen ( Wechselnde Lasten bei unterschiedlichen Stunt's ) .

Ich würde so eine Regeelung mit einem Controller machen, weil man hier die Regelparameter ohne Austausch von Bauteilen ändern kann.
Alle größeren Controller unterstützen die Möglichkeit eines Bootloaders. Damit ließen sich die geänderten Quelldateien problemlos auf den Controller übertragen.
Ich würde da die serielle Schnittstelle verwenden.
Zudem kannst Du über diese Schnittstelle die aktuellen Drehzahldaten ( + Leistungseinstellung +... ) zum Laptop übertragen lassen und somit den Antrieb optimieren.
Wenn die Datenübertragung keine zu hohe Bitrate hat, sollten somit um die 20m Abstand zwischen Regelung und Laptop möglich sein.

Ob Du zum Anfahren eine " Rampe " brauchst, oder ob da gleich mit Vollast angezogen werden darf solltest Du eigentlich jetzt schon aus der Praxis wissen.

[ranke]

Ich dachte der I Anteil hilft mir dabei, dass wenn die Nenngeschwindigkeit erreicht ist diese Gehalten wird.

Der I-Anteil hilft die bei einem P-Regler unvermeidliche bleibende Sollwertabweichung zu minimieren. Bleibende Sollwertabweichung bedeutet, dass die tatsächlich durch den P-Regler erzielte Geschwindigkeit leicht von dem Wasserwiderstand abhängt. Muss die Winde stark ziehen, dann kommt sie z.B. nur auf 29,9 km/h, geht es leicht, dann zieht sie mit 30,1 km/h, jeweils bei Sollwert 30 km/h. Dieses Verhalten kann mit dem I-Anteil insofern verhindert werden, dass der Regler, wenn er über eine längere Zeit so eine Abweichung feststellt entsprechend nachregelt, so dass nach einer längeren konstanten Zugstrecke tatsächlich auf den Sollwert geregelt wird. Ich glaube aber, dass man das für diese Anwendung nicht braucht.
Da hier eine Geschwindigkeit mit einer Zugkraft geregelt wird (die Regelstrecke hat also integrierendes Verhalten), wird man die Regelverstärkung des P-reglers ziemlich hoch machen können, ohne dass der Regler instabil wird. Damit wird die bleibende Sollwertabweichung automatisch klein. Aus dieser Überlegung kam mein Vorschlag mit dem P-Regler (der PI-Regler bringt auch einige Probleme mit sich, wie der oberallgeier schon angedeutet hat).

Wenn bei deiner Seilwinde Zahnräder verwendet werden, kannst Du als Drehzahlnehmer Zahnrad ( Geartooth ) Sensoren verwenden, wie sie z.B. im Auto als ABS Sensoren verwendet werden.

Das gerade geht nicht, weil die Seilwinde keinen konstanten Wickeldurchmesser hat. Man müsste schon direkt am Seil eine Rolle mitlaufen lassen oder ein anderes Meßprinzip finden. Um ein Rutschen des Seils zur Meßrolle sicher zu verhindern wäre es günstig das Seil einmal um die Meßrolle zu schlagen. Selbst hier wird es kritisch, wenn man das Seil nicht ständig auf Zug hält (zum Beispiel beim Ausgeben des Seils, oder wenn der Boarder ausläßt). Allenfalls für die Endabschaltung könnte ich mir vorstellen, dass man die Umdrehungen der Wickelrolle zählt.