Hi, ich habe mal eine Frage zur Regelungstechnik, es ist nur ein Randfach in meinem Studium, und wahrscheinlich ist meine Frage ein bißchen komisch, aber vielleicht kann sie mir ja dennoch jemand beantworten und mir damit ein für mich geheimnisvolles Mysterium lösen. Also, ich stelle mir jetzt mal einen Regelkreis vor. Dazu nehm ich einfach mal einen Wasserbehälter mit dem Wasserspiegel h und unten einem Ausfluss, der immer offen ist. Befüllt wird das Fass durch einen Schlauch, der ein Stellventil besitzten soll, das zwischen 0 und 100 Prozent geöffnet sein kann. Irgendein Sensortyp, egal ob induktiv, kapazitiv oder das dritte, ich weis grad nicht, wie das heisst :-), misst die Höhe h, beispielsweise ein Drucksensor, die funktionieren glaub ich durch einen Quarz und sind somit kapazitiv, oder? Ziel der Regelung soll ja sein, dass die Massenstroeme von Ablauf und Zulauf gleich sind, bzw. dass ein gleicher Druck durch den Drucksensor erhalten bleibt. Jetzt gibt es ja verschiedene Regler, P-Regler, PI-Regler, PT1-PT2-Regler ..., und die unterschiedlichen Reglertypen haben ja verschiedene Eigenschaften, manche summieren Fehler auf... Meine Frage dazu ist ja folgende - wenn ich jetzt verschiedene Reglertypen durchgerechnet hab und beispielsweise für mein Problem eien PI-Regler verwenden möchte, dann muss ich ja irgendwie den Regler nachbauen. Es gibt ja die unterschiedlichsten Schaltungen - zB. mit den Operationsverstärkern, dort gibt es integrierende Schaltungen, differenzierende Schaltungen ... Wenn ich also jetzt den entworfenen Regler, den ich ja erstmal nur theoretisch fertig auf dem Papier habe mit seinen Werten - nachbauen wollte - mache ich dann das so, dass ich versuche, das Regelglied so z.B. durch die verschiedenen Schaltungen mit den OP´s versuche, so gut wie möglich nachzubauen, in dem ich dann den richtigen OP auswähle und die richtigen Widerstände, Kondensatoren (und ggf. Spulen) in einem elektrischen Schaltkreis zusammenfüge und dann die Eingangsspannung die Spannung des Drucksensors wäre und die Ausgangsspannung die Spannung, die dann zu dem Stellmotor des Ventils geht und es entsprechend mehr oder weniger öffnet? Wenn ich ja jetzt das ganze per Computer mache, dann ist es ja einfacher, dann kann ich ja theoretisch einfach das Eingangssignal mit einer Messkarte messen und es softwaremässig verarbeiten, in dem ich die einzelnen Rechenoperationen durchführe, z.B. Integrationen mache, Verstärkungsfaktoren einbaue ... und bekomme dann eine softwaremässig errechnete Ausgangsspannung, die müsste ich dann über eine andere Karte senden, die das digitale Signal in eine analoge Spannung dann umwandelt, oder? Und diese theoretischen Rechenschritte, die müsste ich doch dann mit Hilfe der elektronischen Grundschaltungen versuchen, nachzubauen, wenn ich den Regler eben nicht im Computer haben will, sondern in Form einer Elektronic auf einer Platine? Habe ich das so richtig verstanden? Als ich diese Frage so versuchte gegenüber dem Prof. zu stellen, da hat er mich nicht richtig verstanden, weil ich es nicht gut erklären kann, auch hier ist meine Wortwahl leider ein bißchen ungeschickt, aber ich hoffe, man weis, was meinen Verständnisproblem da ist.
Hallo! Prinzipiell hast du das richtig verstanden, auch wenn es ein wenig umständlich formuliert war. Der Regelkreis setzt sich aus einer Regelstrecke und einem Regler zusammen. Näheres hierzu z.B. unter http://de.wikipedia.org/wiki/Regelkreis Der Regler, um dem es dir hier geht, führt eine mathematische Funktion durch, indem er aus der Regelabweichung eine neue Stellgröße errechnet. Der grundlegende Zusammenhang zwischen Regelabweichung und Stellgröße ist über die Art des Reglers festgelegt (P, PI, PID- Regler...) Die Auswahl des Regelalgorithmus ergibt sich aus den Anforderungen an das Verhalten der gesamten Regelstrecke. Die Durchführung der Berechnung kann auf vielerlei Arten erfolgen. z.B. Operationsverstärkerschaltungen oder Controller oder PC oder sogar durch ein mechanisches System. Wie die Umsetzung der Übertragungsfunktion erfolgt, ist sekundär. Wichtig ist, dass der Regler eben genau die gewünschten Zusammenhänge zwischen Regelabweichung und Stellgröße wiedergibt. Ich hoffe, es ist dir etwas klarer geworden.
Hmm verstehe auch nicht eindeutig was deine Frage dahinter sein sollte. Ich würd mal sagen Ja "priniziell" stimmt das alles was du da oben geschrieben hast. Wenn du deinen Regler am Papier fertig entworfen hast und die Relungsparameter richtig bestimmt hast is das Bsp. theoretisch gelöst. Wie dein Regler dann in der Praxis aussieht ind realisiert ist, ist eine andere Geschichte. Auf analogem Wege kann man eben eine OPV Schaltung verwenden und wie schon richrig genannt bestimmen dann die Werte der Widerstände und Kondensatoren dine Regelerparameter. Wie man von den Paramatern auf dem Papier auf die Werte der Bauteile kommt ist durch einfache mathematik zu bewerkstelligen. Eventuell müssen aber die Ausgangs und Eingangssignale in iheren Pegeln umgewandelt und angepasst werden. 2.Vorschlag ist auch richtig. Du kannst das ganze auch digital mit einem Rechner oder Mikrcontroller realisieren. Wobei ich aber nicht gerade sagen würde dass das einfacher ist. Du musst ja dabei auch so sachen wie Abtastung und Digital zu Analogwandlung beachten. Aber auch hier ist es möglich diene Papierlösung eindeutig in Einstellungsparameter für digitale Relgealgorithmen umzurechnen. Bei komplexeren Systemen und vor allem wenn Flexibilität gefragt ist ist die digitale Variante sicher zu bevorzugen. Ich hoffe ich konnte dir ein wenig helfen. Wenn du noch konkrete fragen hast nur zu. L.g.
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