Modellbildung (Systemidentifikation) der Regelstrecke in der Praxis - Generelle Frage

[Jasmin N. (Firma: Keine Angabe) (jasmin_89)]

Hallo,

ich habe eine Frage bezüglich Regelungstechnik und der experimentelle 
Modellbildung (Systemidentifikation). Mich interessiert es wie in der 
Praxis tatsächlich eine Modellbildung der Regelstrecke erfolgt. Ich 
beziehe mich dabei auf LTI-Systeme. Wir hatten in der Uni gelernt, dass 
man für die Regelstrecke entweder Differentialgleichungen aufstellt mit 
der man das System physikalisch beschreiben kann. Wenn das System zu 
komplex ist, kann man auch die Systemidentifikation (BlackBox) 
verwenden. Black box Modelle werden ja verwendet, wenn die Physik des 
Systems nicht genau bekannt oder zu komplex ist um einfach modelliert zu 
werden. Durch experimentelle Modellbildung (Systemidentifikation) kann 
ein Modell des Systems abgeleitet werden, das für die Regler Entwicklung 
erforderlich ist.

Ich stelle mir die Frage wie man in der Praxis konkret vorgeht um z.B. 
ein Modell für die Regelstrecke des Dieselmotors zu erstellen.

Im Grunde habe ich zwei Fragen:
1) Wird bei solchen komplexen Systemen die Regelstrecke meistens mit dem 
„White Box Model“ beschrieben, also mittels Differentialgleichungen? 
Oder kommt da auch die Systemidentifikation "Black Box Model" zum 
Einsatz?
2) Wird die Systemidentifikation „Black Box Model“ in der Praxis oft 
eingesetzt?

[J. S. (engineer)]

Jasmin N. schrieb:
> Black box Modelle werden ja verwendet, wenn die Physik des
> Systems nicht genau bekannt oder zu komplex ist um einfach modelliert zu
> werden.

Meistens ist es anders herum: Man kann die Physik des Modells zwar im 
Detail nicht beschreiben, kennt aber das grobe Prinzipverhalten. Das 
Problem ist aber alles im System zu messen und die Details zu erfassen. 
Daher wird das System im Groben modelliert und anhand der Messungen von 
Außen, der Zustand des vereinfachten Modells ständig nachjustiert. Auf 
diese Weise kann man zwar das Verhalten nicht genau nachbilden, aber es 
reicht, um genügend weit vorauszuschauen, um die Entscheidungen für die 
nächsten Schritte zu unternehmen.

Das was man dabei falsch macht, also systematisch durchs falsche Modell, 
zufällig durch Messfehler oder auch fehlende Daten, wird vom realen 
System beantwortet, führt zu neuen Ergebnissen (inklusive 
Regelabweichung) und wird im nächsten Schritt nachgesteuert.

[Purzel H. (hacky)]

Die Entwickung is standardmaessig bottom up, wie beschrieben. Die erste 
Entscheidung ist, oh man rumexperimentieren kann, oder richtig 
modellieren muss. Die laesst sich auf Grund der Groesse und Komplexitaet 
vorbeantworten.
Ist das System ein Tiefpass, ohne Ueberschwingen, beginnt man mit einem 
PI Regler und schraubt an den Parametern. Das ist einfacher wie das 
System auszumessen. Mit etwas Erfahrung weiss man dann noch, dass ein PI 
mit einem Vorwaertszweig besser laeuft.

Bei einer komplexeren Strecke muss man etwas Vorarbeit leisten, bevor 
man's anschliesst. Und das Modell dann verfeinern. Wichtig ist einen 
Logger zu haben, der das Verhalten aufzeichnet.

[Papa Schlumpf (Gast)]

Purzel H. schrieb:
> beginnt man mit einem
> PI Regler und schraubt an den Parametern.

Oder man macht es richtig und rechnet.