Eine Frage über Kaskadenregelung von Elektromotor

[mabaosheng]

Hallo, Leute. Ich mache jetzt ein Projekt. Es geht um die Simulation der Regelung von linearem Sychronmotor mittels Simulink.

Ich buae zuerst die klassische Kaskadenregelung auf. Sie besteht aus 3 Regelkreisen, die innerste Regelkreis ist Stromregelung mit einem PI-Regler, danach ist die Geschwindigkeitsregelung mit PI-Regler, die äußerste Regelkreis ist die Positionsregelung mit einem einfachen P-Regler. Die Regelstrecke besteht aus Leistungselektronik, Sychronmaschine, Mechanik und Messsystem und sind schon vorhanden.

Um die Parameter zu bestimmen, trennt man zuerst die innerste Regelkreis von anderen um, dann stellt die entsprechenden Parameter ein, bis alle Parameter fertig eingestellt werden. Dann nach außen die nächste Regelkreis, nacheinander einstellen. Das ist die typische Parametrierungsvorgehensweise von der klassischen Kaskadenregelung.

Jetzt kommt der Schwerpunkt, innerhalb von der Stromregelkreis ,vor dem PI-Stromregler gibt es noch eine Begrenzung und eine Führungsglättungsfilter, um den Motor zu schützen und Strom zu glätten. Ählicherweise gibt es Innerhalb von der Geschwindigkeitsregelkreis, vor dem PI-Geschwindigkeitsregler gibt es auch eine Begrenzung und eine Führungsglättungsfilter.
Was ich jetzt mache, ist Parametrierung von den Regelungselementen, nämlich 3 Regler und noch die Glättungsfiler.

Bis jetzt habe ich die Parameter von dem PI-Stromregler(die Propotionalverstärkung und die Nachstellzeit) schon bestimmt mittels Sprungantwort von der Stromregelkreis. D.h, ich gebe der Stromregelkreis einen Einheitssprung und stelle die PI-Stromregler so ein, dass die Sprungantwort die entsprechenden Anforderungen erfüllt, also die Überschwingweite muß < 5%. Danach muss ich die Parameter von dem Stromglättungsfilter bestimmen, nämlich die Glättungszeitkonstante. Das Filter ist ein PT1-Glied. Aber wie kann ich dieses Parameter bestimmen? Rein experementell oder muss noch rechnen?

Ich poste mein Matlab und Simulink Datei, die Matlab Datei ist für Initialisierung und muss zuerst ausgeführtet werden. Danach kann die Stromregelkreis ausgeführtet werden, um die Parameter von dem PI-Stromregler zu bestimmen, danach wird das Stromglättungsfilter eingefügt und eingestellt. Aber ich weiß nicht genau, wie macht man das. Kann jemand mir etwas Hinweis geben

Ich habe die Bilder von den Simulink-Blöcke-Strukturen in eine Word-Datei zusammengefasst! Sie sind am unten.

[mabaosheng]

Hi, ist meine Frage zu spezial oder zu schwcher? Wieso jiemand darauf reagiert? Selbst wenn jemand mir ein Bißchen Hinweis geben kann, ist mir auch sehr hilfsreich!

[Madgyver]

Es ist einfach nur so, dass dein Text recht unübersichtlich ist. Viele Leute sind hier als Freiziet beschäftigung hier und ein solcher Textblock lädt nicht grad zum lesen ein.

Schachtel den mal ein bischen um, für ein paar ABsätze ein und glieder in logisch, dann haben auch mehr leute Lust sich den durchzulesen.

*mach mich mal grad ans lesen "ächz"*

[mabaosheng]

Vielen Dank für deinen Vorschlag, ich habe mein Text mal umformuliert, und jetzt sieht es etwas besser aus. Ich hoffe, dass mein Text mehr zum lesen einlädt.

[waste]

Hallo mabaosheng,

ich kann deine Dateien leider nicht ansehen, weil ich kein Matlab/Simulink besitze. Vielleicht kann ich aber helfen, wenn du ein Bild von der Simulink-Blockstruktur hier reinstellst.

Danach muss ich die Parameter von dem Stromglättungsfilter bestimmen, nämlich die Glättungszeitkonstante. Das Filter ist ein PT1-Glied. Aber wie kann ich dieses Parameter bestimmen? Rein experementell oder muss noch rechnen?

Die schnellste Art wird wohl das Probieren in der Simulation sein. Zudem sich dadurch noch das Übertragungsverhalten insgesamt ändert und wahrscheinlich die Regelschleife nochmal nachoptimiert werden muss.
Den Anfangswert der Zeitkonstante kann man überschlagsmässig grob schätzen und dann in der Simulation optimieren.

Gruß
Waste

[jeffrey]

hi,
der filter hat ja eine vorgegebene grenzfrequenz. es gibt da doch eine formel, wie man dann die übertragungsfunktion berechnen kann.
mfg jeffrey

[mabaosheng]

Hi, in diesen tagen habe ich etwas ausgedacht. Genau wie Waste gesagt, ich habe in der Simulation ausprobiert mit verschiedenen Zahlenwerten von der Glättungszeitkonstante, und sehe mich die Sprungantwort an, bis ich den richtigen, oder anders gesagt, geeigneten Wert gefunden habe.
Ich wollte einige Bilder reinstellen, aber leider weiß ich noch nicht, wie ich das machen kann. Soll ich die Bilder in meinem Album hochladen, oder?

Ich habe meine Dateien erneut. Jetzt sind alle Dateien da. Darin sind die innerste Stromregelkreis(Modelle_I_Reglekreis), Geschwindigregelkreis(Modelle_v_Regelkreis), Positionsregelkreis(Modelle_s_Regelkreis), der Fein_Interpolator(simuliert mittels S_function von Simulink). diese S_function heißt Fein_Interpolator. Kraftrgler ist ein Subsystem von Geschwindigkeitsregelkreis. Um zu simulieren, muss die Initialisierungsdatei zuerst starten, um die Parameter zu initialisieren.

Aber dieses Model hat noch Problem, nämlich, der Position_istwert kann den Positon_sollwert nicht gut folgen. Dazwischen gibt es große Differenz. Deswegen muss das Model, am wichtigsten, die Parameter noch eingestellt werden. Sonst geht nicht.

Und Frage: wie zu Verbessern? Parametrierungsvorgehensweise zu wiederholen?

die Simulink-Blöcke-Strukturen sind da!

[waste]

Aber dieses Model hat noch Problem, nämlich, der Position_istwert kann den Positon_sollwert nicht gut folgen. Dazwischen gibt es große Differenz. Deswegen muss das Model, am wichtigsten, die Parameter noch eingestellt werden. Sonst geht nicht.

Und Frage: wie zu Verbessern? Parametrierungsvorgehensweise zu wiederholen?

Bei schnellen Änderungen wird der Istwert dem Sollwert immer hinterher sein, eine Differenz ist da unvermeidlich.

Zur Parametrierungsvorgehensweise siehe https://www.roboternetz.de/wissen/in...ng_des_Reglers

Waste

[mabaosheng]

Hallo, ich habe jetzt neue Frage.

Es geht um Digitalisierung, und zwar, Diskretisierung und Quantisierung. Ich habe eine Regelkreis von Geschwindigkeit schon erstellt. und die Geschwindigkeit geht von der Defferenzieren von Position aus. Dieses Signal hat größerer Rauschanteil als das originale Signal, Position. Jetzt möchte ich die Geschwindigkeit von Beschleunigung integrieren. Dann wird dieses Problem von Rauschen deutlich verbessert. Deswegen muss ich die Beschleunigung messen, mit einem Beschleunigungssensor(Relativbeschleunigung), heißt Ferraris Sensor. wie im Bild gezeigt, Diesen Sensor kann man als PT1-Glied betrachten, danach ist die Kompensitionsanteil, um die Verzögerung zu kompensieren. Danach soll das Messsignal diskretisiert und quantisiert. Aber wie kann ich diese zwei bausteine simulieren, wie kann ich die Diskretisierungszeitschritt und Diskretisierungszeitschritt bestimmen? wovon sind sie abhängig?

[waste]

Danach soll das Messsignal diskretisiert und quantisiert. Aber wie kann ich diese zwei bausteine simulieren, wie kann ich die Diskretisierungszeitschritt und Diskretisierungszeitschritt bestimmen? wovon sind sie abhängig?

Ich bin jetzt nicht der Simulinkexperte, aber normalerweise werden diskrete Schritte mit einem "Sample and Hold"-Glied oder einfach durch diskrete Zeitschritte im Regler simuliert. Den Quantisierungsblock hast du, so wie es aussieht, schon selbst gefunden. Abhängig sind sie natürlich von der Hardware. Wird z.B. ein A/D-Wandler mit 10 Bit und einer Wandlungsrate von 10ms eingesetzt, dann sind diese Werte auch als Quantisierung und Diskretisierungszeitschritt einzutragen.

Mir scheint es so, dass die Komplexität dieser Regelung, das eines Hobbyprojekts weit überschreitet. Wäre es nicht einfacher, erstmal auf die Geschwindigkeitsregelschleife zu verzichten, wenn schon kein geeigneter Geschwindigkeitssensor zur Verfügung steht? Das würde doch die Sache wesentlich vereinfachen. Später kann man die Regelung immer noch erweitern, wenn sie nicht die gewünschte Performance aufweist.

Waste