Verständnisprobleme mit Regler und Kaskadenregler

[Janvi]

Nachdem ich dem Regler jetzt eine Zeit lang zugeschaut habe, wird in obenstendem Code (aus dem Wiki hier abgeschrieben) ein Problem klar: Der Regler läuft lange Zeit am "Anschlag". Deshalb habe ich eine Begrenzung des Ausgangssignals von -333 auf -33000 eingstellt was sinnvollen Vorgabewerten für den Fahrmotor entspricht.

Befindet sich der Regler länger in der Sättigung, so nimme die Fehlersumme für den I -Anteil errsum = errsum+error mitunter riesige Werte an die viel größer sind als der Ausgangsbereich des Reglers. NodeRed arbeitet hier mit langen Integers praktisch ohne Begrenzung. Bei einer Vorzeichenumkehr des Fehlers nimmt die Fehlersumme zwar wieder ab, aber das kann viel zu lange dauern. Macht es deshalb Sinn, errsum ähnlich dem Ausgangssignal zu begrenzen? Falls ja auf das wievielfache des Ausgangswertes?

[Holomino]

Macht es deshalb Sinn, errsum ähnlich dem Ausgangssignal zu begrenzen?

Ja, macht Sinn. Im analogen Original ist der I-Anteil ein Tiefpass und kann damit nicht gegen Unendlich verschwinden.

Probier mal mit 4*maximalen Fehler. Und pass dabei auch die kI-Konstante an.

[Janvi]

Danke, die Begrenzung hat sich bereits bewährt und macht deutlichen Sinn. Gestern war ein absolut chaotisch bewölkter Tag wo es potentiell wirklich viel auszuregeln gab. Mit Robotern ist es wie an der Börse: Hin und Her macht Akku (Konto) leer. Hier die Ertragskurve, deren Leistung mit einer Nullregelung praktisch 1:1 an den Fahrmotor weitergegeben werden könnte um so auch mit einen minimal kleinen Akku bauen zu können. Neben der Energieerzeugung werde ich demnächst noch eine Visualisierung der Kurven bateln wo man sieht wie gut oder schlecht das ausgeregelt wird. Die Regelstrecke ist leider auch langsamer als erwartet. Erstmalig habe ich jetzt sogar die Rekuperation der Massen beobachtet.



Hier mal die aktuellen Kurven der Ausregelungen.
AC Chart ist der Wechselrichter mit der Fahrleistung, also praktisch die Regelstrecke. Achse /100, also von 100 bis 160 Watt. Wegen Verbrauch Zuwachsnach unten negativ. Dunkelblau: Vorgabe der Fahrleistung, hellblau tatsächlich gefahrene Leistung.
DC Chart ist der PID Regler für die DC Batterieleistung. Steht hier auf einem Sollwert von 0 und hält den Akku damit "schadfrei". Es wird also weder geladen noch entladen. Gelb ist die Leistung vom PV Modul, hier etwa zwischen 100 und 200 Watt.
Um 18:24 reist die Wolkendecke auf. Es steht Leistung zur Verfügung um schneller fahren zu können. Das spiegelt sich gleichzeitig im AC Chart wieder dessen Solwert der Ausgang des DC Regler ist. DC_Ist und BatP beide grün sind gleich (Legende falsch). Es ist die Ladeleistung der Batterie. Beim Ansteigen der zur Verfügung stehenden Leistung muß die Batterie zunächs mal einen kleinen Teil der Energie zwischenpuffern, weil der Fahrantrieb nicht so schnell reagiert. Danach ist der Batteriestrom wieder auf Null ausgeregelt. Leider schiebt sich sogleich eine weitere Wolke vor die Sonne, so daß die Leistung wieder sinkt. Um sachte Abbremsen zu können, liefert der Akku jetzt etwas gepufferte Energie. Insgesamt ist die neue Wolke nicht so dunkel, bzw. am Rand des Wolkenfelds weshalb die Stromproduktion und damit auch die Fahrleistung kontinuierlich weiter ansteigt.

Den SOC Regler hatte ich heute früh auch bereits am Laufen. Als reiner P-Regler reicht das völlig aus. Der Sollwert für die Akkuleistung ist der Ausgang des SOC Reglers (äussere Regelschleife. Bei erreichtem SOC Wert gibt es eine Nullregelung der Akkuleistung wie oben gezeigt. Die Zykluszeit beider Regler habe ich auf 5 Sekunden hoch gesetzt. Reicht völlig aus weil ein Prozentpunkt SOC auch bei maximaler Fahrleistung mindestens 10 Minuten ausmachen. Damit ist es heute früh problemlos gelungen, mit leerem Akku bei 5% SOC eine längere Strecke zu fahren. Direkt vom Solarmodul versorgt ohne die sonst permanente Gefahr einer Abschaltung wegen Unterspannung zu riskieren.