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Mass Flow Control

 

cyrez
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Beiträge: 81
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Version: 2020b
     Beitrag Verfasst am: 14.02.2021, 14:24     Titel: Mass Flow Control
  Antworten mit Zitat      
Servus,

ich bin dabei einen Regler für einen Gasstrom zu entwerfen. Dabei steuert der Regler einen Elektromagneten an, welcher abhängig von der Spannung eine Kraft erzeugt. Diese Kraft wirkt auf ein Ventil und öffnet dieses. Das Ventil wird über eine Feder wieder in seine Ausgangsposition geführt, wenn die Eingangsspannung am Elektromagneten verschwindet.

Für das (eigentlich nichtlineare) System habe ich nun um den Arbeitspunkt linearisiert und bekomme ein PT3-System heraus, d.h. ich habe das elektrische Netzwerk (PT1) und einen Einmassenschwinger mit Feder und Dämpfer (PT2).

PT1: G_1(s)=\frac{1}{0.1s+100} \rightarrow s = -1000
PT2: G_2(s)=\frac{1}{0.02s^2+0.1s+100} \rightarrow s_{1,2} = -2.5 \pm 70.66 j

Das Gesamtsystem besteht insgesamt aus 5 Übertragungsfunktionen, wobei 3 davon lediglich Verstärkungen darstellen und keine transiente Dynamik haben.

Als Regler habe ich nun einen ID-Regler angesetzt, da die Strecke schon genug Verstärkungen enthält und der P-Anteil im Regler stets ein Überschwingen verursacht hat. Ach ja, das System darf unter keinen Umständen überschwingen, da sonst das Ventil anschlägt und verschleißt.

Ich stoße jetzt auf folgendes Problem.

Mit dem ID Regler erziele ich super Ergebnisse, wenn ich das PT1-Glied vernachlässige und lediglich das PT2-Glied betrachte.

Wenn ich jetzt aber das PT1-Glied in meine Betrachtung hinzunehme, dann wird der Regelkreis extrem langsam, obwohl das PT1-Glied aufgrund seines Poles s=-1000 eigentlich super schnell ist.

FRAGE: Woran könnte das liegen? Ist der ID-Regler ein in der Praxis zulässiger Regler?

Anbei die Sprungantworten

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Mmmartina
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Beiträge: 610
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Version: R2011a
     Beitrag Verfasst am: 15.02.2021, 14:42     Titel:
  Antworten mit Zitat      
In der Praxis sind mir reine ID-Regler bisher nicht untergekommen.
Aber das hilft dir im aktuellen Fall ja ehr nicht.

Der P-Regler wird ja dadurch so schnell, da er auf die abweichende Amplitude reagiert.
Wenn dir dieser also zu schnell ist, könntest du ihn sehr sehr "sanft" einstellen, bzw. ihm vorgaukeln, dass die Amplitudenabweichung nicht so groß ist (z.B. die zu stellende Amplitude erstmal halbieren).

Während der D-Regler auf die Änderungsgeschwindigkeit reagiert. D.h. der D-Regler allein macht keine Stelländerung. Dazu ist der I-Anteil nötig.
_________________

LG
Martina

„Wenn wir bedenken, daß wir alle verrückt sind, ist das Leben erklärt.“ (Mark Twain))
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cyrez
Themenstarter

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Beiträge: 81
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Version: 2020b
     Beitrag Verfasst am: 15.02.2021, 16:42     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Hey Martina,

danke für deinen Kommentar. Ich habe mir eben die Pole des geschlossenen Kreises angeguckt. Dort liegt einer nahe 0, was erklärt, dass das System so langsam ist. Ich muss mal schauen wie dieser langsame Pol entsteht.

Den P-Anteil könnte ich theoretisch sehr klein wählen, das wäre nicht schlimm.

VG
cyrez
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