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| DannyPenny |
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Verfasst am: 03.12.2013, 17:43
Titel: Wie PID-Regler tunen?
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Hallo,
ich bin Neuling im Bereich Regelungstechnik und komme einfach nicht weiter im Bereich PID-Tuning.
Ich soll ein Getriebe mit Kupplung und Abtriebswelle in Simulink modellieren. Zusätzlich soll die Drehzahl am Abtrieb auf einen Soll-Wert geregelt werden. Ich habe eine Bild des Aufbaus beigefügt. Es wird also ein Drehmoment gestellt und über Getriebe und Kupplung eine Drehzahl berechnet, die direkt nach dem Getriebe und der Kupplung anliegt. Hiernach kommt die Abtriebswelle, die über ein Feder-Dämpfer-Glied und eine Schwungmasse dargestellt wird. Hier befindet sich dann der Regelkreis, der auf eine Soll-Drehzahl regelt.
Wichtig ist noch, dass sich Gänge und somit Übersetzungen zweier Zahnräder ändern können. Ein Beispiel ist ein Wechsel von eine Übersetzung von 3,5 auf 1,94 in einem Schritt.
Mein Problem:
Ändert sich die Übersetzung nicht, wird die Drehzahl ohne jegliche Schwingungen auf ihren Soll-Wert geregelt.
Ändert sich jedoch die Übersetzung, kommt es zu starken Schwingungen von *10^6.
Meine Idee: Ich tune den PID-Regler! Ich weiß, dass es Control Design Tools Linear Analysis und Compensator Design gibt.
Meine Frage: Wo muss ich die Input und Output Punkte setzen und müssen das Open-Loop-Punkte sein? Und nach welchen Kriterien tunt man dann den Regler? Guckt man sich nur Sprungantworten an?
Schonmal vielen Dank im Vorraus für eure Bemühungen und ich hoffe wirklich sehr, dass mir Jemand weiter helfen kann 
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| 2963arte |
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Verfasst am: 04.12.2013, 06:41
Titel:
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Ich vermute, dass sich durch die Änderung der Übersetzung die Regelstrecke Moment auf Drehzahl so stark verändert, dass der Regelkreis instabil wird bzw. zu Schwingen beginnt.
Wahrscheinlich wurde der PID Regler nur auf eine bestimmte Übersetzung oder ein Übersetzungsbreich ausgelegt.
Folgende Fragen würden mich noch interessieren:
1) Klingt die Schwingung bei veränderter Übersetzung ab?
2) Nach welchem Verfahren wurde der Regler ausgelegt?
3) Sind die Reglerparameter dynamisch oder konstant?
4) Wie geht die Übersetzung in die Regelstrecke ein bzw. hast du eine Gleichung für die Strecke oder eine ÜTF?
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| DannyPenny |
Themenstarter
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Verfasst am: 04.12.2013, 09:24
Titel:
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Vielen lieben Dank für deine schnelle Antwort!
Also wenn ich eine konstante Übersetzung fahre (also die nicht änder), dann gibt es nie Schwingungen. Egal bei welcher Übersetzung (Die liegen so im Bereich von 0,5-4).
Die verwendeten Formeln im ersten großen gelben Block (Getriebe und Kupplung) sind:
J1*a1=M1-Mx
J2*a2=Mx-M2
J1 und J2 sind Konstanten. a1 und a2 will man berechnen und M1 und M2 ändern sich (sind aber bekannt). Daraus berechnet man erstmal Mx und setzt das wieder in die erste Formel ein und erhält a1. Die Übersetzung ist in Mx als Faktor im Zähler und Quadrat im Nenner enthalten. Und dann verwendet man die Übersetzung nochmal um a2 zu berechnen durch:
a2=-a1/Übersetzung
Den Regler hab ich über die Tune-Funktion des PID-Blocks ausgelegt und konstante Werte bekommen. Genau genommen handelt es sich dabei dann nur um einen PI-Regler, denn der D-Anteil ist 0. Jedoch wird dieser Filter N mit einer Zahl von 100 verwendet. Leider weiß ich nicht was das überhaupt ist :-/
Ich habe keine Übertragungsfunktion, aber da dürfte die Übersetzung gar nicht drin sein, oder? Der Regelkreis (rot markiert oben im Bild) bekommt a1 und a2 und regelt die auf einen Wert. Nur zur vorhergehenden Berechnung für a1 und a2 wird die Übersetzung benötigt.
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| geieraffe |
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Verfasst am: 09.12.2013, 08:28
Titel:
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Nimm mal nur einen P-Anteil für deinen Regler und wähle den relativ gering.
Wie verhält sich die Drehzahl dann beim Schalten?
Kein Schwingen? Dann P-Anteil erhöhen.
Das Problem wird das Schalten sein. Du kannst mit dem PID-Tuning-Tool für jeden Gang gute Parameter finden, aber nicht für alle, da das Tuning Tool den Schaltvorgang nicht berücksichtigt.
Idee:
Schau dir mal SlidingModeControl an, oder überleg dir einen schaltenden PID-Regler zu machen. Für jeden Gang eigene Parameter festlegen. Beim Gangwechsel werden auch die Parameter geweselt.
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