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| HendrikWiese |
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Verfasst am: 24.11.2012, 13:52
Titel: Lücke in Stellgröße?
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Hallo Leute,
ich habe ein Problem mit einer Strecke, die ich regeln will. Sie sollte wenn möglich stationär genau sein; falls stationäre Genauigkeit nicht erreicht werden kann, muss der Restfehler möglichst klein sein.
Das Problem:
Die Strecke besitzt eine ungünstige Stellgrößenbeschränkung im Bereich von -300 bis +300. Eine Stellgröße mit Betrag kleiner 300 ist also nicht möglich. Eine Obergrenze existiert auch, ist aber nicht relevant, da diese im Regelbetrieb ohnehin nie erreicht wird.
Aufgrund der Zeitkonstanten der Strecke (Massenträgheit) passiert es, dass soger |Stellgröße| = 300 für ein Überschwingen über den Sollwert sorgt, sodass gegengeregelt wird. Der I-Anteil des Reglers sorgt schon dafür, dass irgendwann in die andere Richtung gestellt wird. Allerdings wieder mit |Stellgröße| >= 300, was unter Umständen wieder für ein Überschwingen in der anderen Richtung sorgt.
Nicht vorhersehbare Störgrößen aufgrund von Reibung und anderen Umgebungseinflüssen können (!) dafür sorgen, dass ein Ist-Wert erreicht wird, der akzeptabel nahe am Soll liegt.
Kann man mit solch einer "Lücke" im Stellgrößenbereich überhaupt stationäre Genauigkeit erreichen? Und falls nicht, wie regelt man sowas am besten, sodass man stationär möglichst immer innerhalb einer definierten maximalen Abweichung vom Soll landet?
Die Regelung soll auf Führungsgröße optimiert sein.
Vielen Dank für jede Idee und jeden Tipp!
Viele Grüße,
Hendrik
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| controlnix |
Forum-Century
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Verfasst am: 26.11.2012, 06:26
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Die Problemlösung liegt in der Ansteuerung per PWM.
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| HendrikWiese |
Gast
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Verfasst am: 26.11.2012, 10:03
Titel:
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Möglicherweise.
Allerdings kann auch ein zu kleines Tastverhältnis von einem entsprechend großen Motor aufgrund seiner internen Trägheiten nicht mehr verarbeitet werden, sodass auch hier eine Untergrenze beim Betrag der Stellgröße existiert.
Vielleicht ist das Problem hausgemacht, denn...
Darüber hinaus handelt es sich bei den Motoren um Stepper, die derzeit noch über Drehzahl/Richtung angesteuert werden. Das ganze ist ein bisschen von hinten durch die Brust ins Auge.
Zur Erklärung: es handelt sich bei dem Gerät um ein Fahrzeug mit differentiellem Antrieb. Es soll in der Lage sein, sowohl direkt (hindrehen, geradeausfahren) als auch entlang einer vorher generierten Bahnkurve (zwei durch n Stützpunkte generierte Polynome n-ten Grades und zwei durch n definierte Durchfahrtswinkel generierte Ableitungen dieser mit Laufvariable "Schrittweite" für x- und y-Komponente in der Fahrebene) letztlich bestimmte Punkte auf einem Feld so genau wie möglich anzufahren und in einem definierten Blickwinkel stehen zu bleiben.
"Hindrehen, geradeausfahren" kann man natürlich viel viel einfacher über Schrittweite der Stepper erreichen. Aber das Folgen einer (möglicherweise sogar dynamisch änderbaren) Bahnkurve mittels Schrittweite erschließt sich uns noch nicht.
Außerdem steht uns noch funktionierende Software zur Verfügung, die aus der Vorversion des Geräts stammt, welches noch mittels BLDC-Motoren angetrieben wurde. Es ist also auch eine Frage der Effizienz.
Soviel zur Erklärung des "Warum". PWM ist daher in unserem Fall leider keine Lösung, sondern viel eher die Umstellung auf Schrittweite. FALLS wir daran allerdings scheitern, würden wir gerne bei der altbewährten Software bleiben und bräuchten da eine Lösung für das eingangs beschriebene Problem der Stellgrößenuntergrenze.
Danke!
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