P-Regler...Wie realisieren??

[DBDüsentrieb]

Hallo.
Ich habe eine Frage zur Regelung und dessen Realisierung:

Wenn man von einem "P"-Regler spricht, weiss ich zwar dass ein Proportionalregler gemeint ist, stelle mir aber irgend eine Art 'IC' vor, eine Komponente die diesen Regler darstellt und dessen Funktion erfüllt.

Jedoch - und nun kommts - habe ich nie solch ein Regler gesehen und wenn, dann als Elektronische Schaltung, wobei ich mich wieder frage, wie "stellt" man denn zB. den Parameter KI ein?? Also wie werden die Parameter, die man mathematisch berechnet, überhaupt eingestellt??

Bitte helft mir damit ich mich näher mit diesem Thema befassen kann - es interessiert mich sehr (nicht nur P, auch I und D, PI, PD und PIDs...)

Grüsse
dbd

Edit: Ich hab die Überschrift etwas modifiziert
BastiUniversal

[shaun]

Ki stellt man bei einem P-Regler gar nicht ein, weil er nicht existiert.
Ein P-Regler ist lediglich ein Verstärker, der die Differenz zwischen Soll- und Istwert mit dem Proportional-Beiwert Kp multipliziert.
Ich finde die Frage insofern spannend, als dass sie auch von einem fertigen Diplom-Ingenieur mit Fachrichtung Regelungstechnik kommen könnte. Leider fängt deren Denken viel zu oft erst an der Stelle an, wo die Werte mundgerecht in Matlab angekommen sind.

Um einen Regler auszuwählen und zu dimensionieren brauchst Du erstmal ein Modell von der zu regelnden Strecke. Entweder hast Du Erfahrung und sagst, Deine Strecke hat dieunddie Verzugszeit, dieunddie Ausgleichszeit, reagiert soundso auf Störungen, oder Du modellierst. Das machst Du entweder über eine mathematische Beschreibung (wenn Du ein Pendel regeln willst, ist die Kinematik hinreichend genau bestimmt) oder indem Du Deine Strecke anregst - oder ein Modell davon, bei rein elektronischen Regelkreisen ohne Mechanik in der Strecke reicht da meist ein Spice-Modell aus.

Dabei gibt es zwei Ansätze: entweder mit fertigem Regler drin solange an der Verstärkung (Kp) drehen, bis es schwingt, Kp zurücknehmen und den Rest hinfuddeln, oder einen definierten Sprung auf die Strecke geben und die Impulsantwort aufnehmen. Darin malst Du dann eine Tangente durch den Wendepunkt und hast Verzugs- und Ausgleichszeit. Mit verschiedenen empirisch ermittelten Ansätzen kannst Du dann Kp, Ki und ggf Kd bestimmten und daraus dann direkt die Rs und Cs für die gut dokumentierten OPV-Grundschaltungen berechnen.

Ein echter Regelungstechniker würde so natürlich niiiie vorgehen, der hat viel bessere mathematischere Modelle, die selbst die einfachste Aufgabe zu einem Fall für einen ausgewachsenen DSP werden lassen ;)

[MSP430start]

oder einen definierten Sprung auf die Strecke geben und die Impulsantwort aufnehmen.

[-X :D

[PsiQ]

oder einen definierten Sprung auf die Strecke geben und die Impulsantwort aufnehmen.

[-X :D

nunja, so kenn ichs auch von der akustikvermessung O:)
definiert nen frequenz hochlauf messen,
dann testkörper dazu, und dann gucken wo was mitschwingt (amplitudenänderung)..
*gääääääähn*

[shaun]

@MSP: Sprungantwort. Korint.... :-b

Zur Strafe schreibst Du mir ein Powermanagement für einen 430F1111, um ihn in einer passiven RFID-Lösung zu betreiben O:)

[Felix G]

naja...
auf einen Sprung folgt nunmal eine Sprungantwort und keine Impulsantwort ;)

[shaun]

Ihr habt ja soooo Recht. Allerdings vermisse ich konstruktive Ergänzungen zum Thema... ;)

[Felix G]

Naja, du hast ja eigentlich schon alles wichtige gesagt...

eine allgemeine Feststellung vielleicht noch:

Wenn man von einem "P"-Regler spricht, weiss ich zwar dass ein Proportionalregler gemeint ist, stelle mir aber irgend eine Art 'IC' vor, eine Komponente die diesen Regler darstellt und dessen Funktion erfüllt.Ein Regler kann auf viele Arten realisiert sein...
z.B. als analoge Schaltung, oder aber als Programm auf einem µC oder DSP.
Ein Regler muss noch nichtmal elektronisch funktionieren, es gibt auch mechanische wie z.B. den Druckminderer an einer Gasflasche.

Verabschiede dich also von der Vorstellung eines Reglers als IC, denn wie ein Regler konkret aussieht hängt von der jeweiligen Anwendung ab (und reine Regler-ICs gibt es soweit ich weiß nicht).

[DBDüsentrieb]

Hey Felix G: Vielen Dank für deine Antwort.

Kannst Du die Erklärungen weiterführen bitte, ich mag deine Art, sie leuchtet mir ein!

Hast Du vielleicht Bilder oder Schemas (oder Beschreibung) von den Arten, wie ich zBsp etwas simples regeln kann? Ich verzweifle fast, die Lehrer sind ja solche Theoretiker, immer schwafeln die von KI, KP usw. die man anpassen soll, aber WO UND WIE verraten die nicht...auch welche 'Leitungen' man benötigt von einem Motor oder so...

In Mathe schloss ich ja mit einer 6 ab (Schweizer System, also eine 1 in Deutschland), aber solche sch... Erklärungen raff ich nicht - benötige leider viel zu lange => Vielleicht nur bis jetzt?

Grüsse

PS: Ich bedanke mich natürlich auch für die anderen Antworten, die sind mir aber bereits 'zu tief' im Thema. Aber ich werde darauf zurückkommen ;-)

[Felix G]

Naja, es kommt eben ganz darauf an was du regeln möchtest...


Als Software z.B. lassen sich Regler sehr einfach realisieren, aber nicht immer ist das sinnvoll. Oft ist die Verwendung eines µC oder DSP nämlich einfach nur übertrieben, und da ist dann ein analoger Regler vielleicht besser geeignet.


Grundsätzlich muss man sich einfach nur vorstellen wie ein bestimmter Regler eigentlich funktioniert. Ein P-Regler z.B. ist wie shaun bereits erwähnt hat, nichts weiter als ein Verstärker. Als Software wäre das eine simple Multiplikation, und als Hardware... naja... ein Verstärker eben.


Also bleiben wir mal beim P, denn einfacher gehts kaum...
zunächst mal muss natürlich, wie bei jedem anderen Regler auch, die Differenz aus Soll- und Istwert gebildet werden, das geht z.B. mit einem analogen Subtrahierer (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm). Danach kommt dann die Multiplikation mit dem Wert Kp, wozu du lediglich einen Verstärker (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm) benötigst. Und Kp, naja das entspricht ja der Verstärkung, kann also über die Widerstände R1 und R2 der zweiten Schaltung eingestellt werden.

edit:
prinzipiell sollte die erste Schaltung allein übrigens auch schon ausreichen (ist ja schon ein Differenzverstärker), aber für den Anfang ist es meiner Meinung nach einfacher die einzelnen Teile getrennt voneinander zu betrachten.

[shaun]

Ein P-Regler braucht aber leider einen Fehler zum regeln, denn aus nichts lässt sich nichts verstärken. Ergo bleibt immer eine Abweichung, es sei denn, im Regelkreis ist ein I-Anteil vorhanden. Nun will es die Physik aber so, dass fast alles integrierend wirkt - je nach Verhältnis aus Integrationszeit und Reglerverstärkung ist das produktiv oder aber bringt die ganze Chose zum Schwingen. Auch wenn das wie üblich bei meinen Beiträgen unerfreulich ist, lässt sich die Realität da leider nicht beugen.

Wenn Du ein konkretes Beispiel geben würdest, was Du regeln willst, könnte man Dir bestimmt gezielter und verständlicher helfen. Aber bitte nicht irgendein Windei, wo wir dann drauf herumbrüten und wenn Dir das Ergebnis nicht passt denkst Du Dir was Neues aus. Ein bisschen Motivation muss schon dabei sein :) Für die Grundlagen kann ich sonst jegliche Regelungstechnikvorlesungen empfehlen, bei mir hat das immer vortrefflich gegen Falten geholfen O:)

[oberallgeier]

Hi, DBDüsentrieb,

einen schönen Gruß an den Zürchersee (na wenigstens in die Nähe).

Ich habe eine Frage zur Regelung ... Bitte helft mir ... es interessiert mich sehr (nicht nur P, auch I und D, PI, PD und PIDs...)
Kennst Du dieses RN-Spezial von waste über Regelungstechnik (https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Regelungstechnik) ? Sehr informativ, sehr verständlich und mit Beispielen für digital und analog. Etwas umfangreich, aber Du musst ja nicht gleich ALLE Infinitesimalrechnungen durchgehen :) . Sehr hilfreich sind dort auch die code-Schnippsel in C.

[Neutro]

Hallo zusammen,

Also ich kenne als Regelungstechnik Grundschaltungen vor allem
die OP Verstärker Grundschaltungen (nicht inv. Verst, differenzierer, Integrator). Damit kann man eigentlich fast alle elektronischen Regler
aufbauen. In Tabellenbüchern sind dazu eigenlich auch immer Sprung und Anstiegsantwort mit aufgeführt.

MfG

Neutro