Drehzahlregelung PID mit AVR

[oberallgeier]

... habe schon ganz viel über den PID Regler gelesen aber irgendwie verstehe ich es nicht ...

Das ist nicht untypisch bei Regelungstechnik.

Schritt 1 (für Dich) könnte es sein, mal den Abschnitt zu diesem Thema im RNW issen zu überfliegen - und die interessierenden Abschnitte etwas ausführlicher durchzugehen.

Schritt 2 wäre mal eine Aufzeichnung der ganzen Regelstrecke, das habe ich z.B. so gemacht:

.......Bild hier  
... und habe die Größen mit eigenen Bezeichnungen versehen, die ich später auch im Code verwende.

Schritt 3 - Sprungfunktion bzw. Sprungantwort haben die Kollegen schon empfohlen. Hier habe ich dazu eine ganze Litanei geschrieben, insbesondere über Messaufbau zur Auslegung einer Geschwindigkeitsregelung (PID). Und dazu gibts hier und anderswo noch eigenen Code zur Regelung - damit Du mal ungefähr siehst, wie das geht (und mein MiniD0 läuft recht gut - 1 mm Abweichung auf 1 m Fahrstrecke).

Danach könnte man soweit sein, dass man alle nötigen Werte zur Reglerauslegung besitzt - oder sich aus den Messungen ableiten kann.

Sehr sinnvoll ist der Abschnitt zur Auslegung/Dimensionierung eines digitalen Reglers im RNWi ssen. Sehr lesenswert! War für mich eine ziemlich gute Anleitung für meine Anwendungen.

Viel Erfolg.

[scrap01]

Die üblichen verdächtigen auf microcontroller und RN-Wissen habe ich natürlich drurchgelesen.

das problem war der tipp mit dem "erst p-anteil ausprobieren, dann i und d dazu"
denn nur der p anteil schaltet einfach immer den motor aus, wenn die drehzahl richtung soll geht. (weil fehler kleiner wird, wird ausgang auch kleiner)

der I anteil ist für die regelung wichtig, und dann geht es auch....

[PICture]

Ja, so wäre es dann optimal, also PI-Regler, damit der Motor auch bei 0 Differenz dfeht. Aber das D Anteil ist sicher überflüssig.

Möglicherweise einfacher wäre Zweipunktregler mit Hysterese: http://de.wikipedia.org/wiki/Zweipunktregler .

[seite5]

Hi,

@PICture: Möglicherweise einfacher wäre Zweipunktregler mit Hysterese - Die Platte möcht ich dann nicht wirklich hören.
@scrap01: aber aufgrund der hohen Masse schwingt es nur sinnlos. Mal probieren: p-Anteil reduzieren, bis Schwingen aufhört.
Den enstehenden grossen Fehler zwischen Soll und ist mit I-Anteil korrigieren, um diesen zu kompensieren.
Analoge Ansteuerung des Motors ist auch nicht gerade vorteilhaft, bei niedrigen Werten zeigen DC-Motoren Nichtlinearitäten,
die auszuregeln nicht ganz easy ist, PWM ist sicher besser (kommt jetzt sicher der Einwand, dass analoge Ansteuerung
in einem Audio-Teil besser ist, aber Du hast je eh einen µC "an Bord", der die "audiophile Luft verschmutzt")
mfg
Achim

[scrap01]

der motor soll in niedrigen drehzahlen eh ungeregelt sein, damit man den mit der hand anhalten kann.

pwm wollte ich nciht aufgrund der lediglich 10bit auflösung, wobei ich mir im nachhinein überlegt habe, dass mit fastpwm auch 16bit drin wären, ist aber bisher ungetestet.

[oberallgeier]

der motor soll in niedrigen drehzahlen eh ungeregelt sein, damit man den mit der hand anhalten kann ...

Ist doch kein Problem. Bei mir wird die Regelungsroutine in einem präzisen Takt aufgerufen und in der Routine selbst wird zuerst geprüft, ob überhaupt geregelt werden soll. Und bei mir wird auch bei kleinen Sollwerten komplett abgeschaltet, das wäre bei Dir nicht sinnvoll, ist aber leicht entsprechend programmierbar. Insgesamt sind eben digitale Regler problemlos und easy anpassungsfähig, ein- und auszuschalten etc.

// ============================================================================= =
// ===  Regelungsroutine für Motor 12
// Die gemessene Zeitdifferenz Iz_diff0 zwischen zwei Encoderinterrupts
//   wird zur Regelung verwendet
//      Regelungkennwerte regel12/-34 und OCR1A/-B werden
//        in der ISR(TIMER2_COMPB_vect) sekündlich in den i2c-speicher geschrieben
// ============================================================================= =
  void rgl_12(void)          // Regelung für Motor 12 mit 2 Interr pro Umdr.
{                                 
  if ( !regel12 ) return;       // Regelung ist aus bei regel == 0
                                //
  if (sspeed12 <= 3)            // Soll überhaupt gefahren werden?
  {                             //
    OCR1A = 0;                  // Unter x mm/s soll nicht gefahren werden
    return;                     //
  }                             //
... ...

Der Flag regel12 wird irgendwo gesetzt oder nicht . . . aber vermutlich reicht bei Dir sogar eine ähnliche Abfrage wie die (bei mir ebenfalls vorhandene) Sollspeed-Abfrage und entsprechende Reaktion bei kleinen Drehzahlen. Wer dann noch unbedingt scratchen können möchte, kann die Regelung bei hohen Stellwerten, sprich: bei großen Abweichungen vom Sollwert *ggg*, auch abbrechen oder ganz ausschalten. Von Spezialnadel etc jetzt mal abgesehen.

[seite5]

10 bit PWM reicht auf jeden Fall, bei ausreichend hoher Abtastrate wird das minimale "Restschwingen" und der Restfehler
durch die Massenträgheit Deines Plattentellers kompensiert (wirkt quasi wie ein zusätzlicher I-Anteil)
mfg
Achim