Hallo Forum, ich möchte für die Dimensionierung einer Regelstrecke die Impulsanwort des Systems messen, habe aber nicht so die Erfahrung. Da ich keinen Impulsgenerator habe, würde ich über den "suboptimalen" Umweg eines einfachen schnellen Ein- und Ausschaltens gehen. Die Frage ist, wie ich jetzt am besten messe?! Meine Idee ist jetzt folgende: Ich schliesse das Peltier an die Versorgungsspannung an, schalte kurz ein und aus und messe die Spannung am Ausgang der Messschaltung (PTC) über ein Oszi. A) Macht das überhaupt Sinn? B) Und wenn ja, wieviel Power/Strom sollte ich auf das Peltier geben. Das Peltier kann max. 7V/1.5A. Sollte ich bei max.-Bedingungen messen, oder eher in der Mitte 7V/0.75A, welche Messung ist am Aussagekräftigsten? MFG jey
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Nein. Das macht so keinen Sinn, denn das System ist stark nichtlinear. Dh die Fouriertransformation darf man nicht anwenden, keine Signale ueberlagern, usw. die ganze Theorie in die Tonne.
Das Kühl oder Heizsystem arbeitet als PT2-Strecke. Das Peltierlement als einzelstück betracht ist glaube ich sogar ein I-Glied. Aber als gesamte Strecke, also TEC und zu kühlende Fläche und Tempfühler, ist es ein PT2-System. Ich würde so an die Sache gehen. -Tempfühler einschalten und Tempausfzeichnung straten. -Dann Definierte Leistung auf das TEC geben (versorgung einschalten, aber nicht volle kanne die dinger werden sau heiß) -Warten bis die Temperaturkurve sich auf einen werden "eingefahren" hat. (am anfang langsam steigend, dann immer schneller und zum schluß flach auslaufend. Damit hast du dein Sprungantwort. Nun kannst du aus diesem Graf alle wichtigen Zeiten herausholen, Vorlauf Nachlaufzeit etc. und kannst die Regelparameter berechnen.
Aso mit der leistung für so eine sprungantwort wprde ich im unteren drittel beginnen. Die Sprungantwort lässt sich recht gut übertragen. Bei voller Leistung wird dir die Heiße seite ziemlich warm werden, und es dauert bis der Stationäre zustand erreicht ist.
Alle so ermittelten Parameter passen nur zu einem Satz vom Parametern. Man sollte zusaetzliche Variabeln einfuehren. Also nicht einfach nur Temperatur_Aktive_Seite, sondern auch Differenztemperatur. Und dann sollte man die erreichbare Differenztemperatur vs Strom aufnehmen, und dabei die passive Seite des Peltier festhalten. zB mit einem hinreichend grossen Kuehlkoerper.
Jey Soon schrieb: > Das Peltier kann max. 7V/1.5A. Sollte ich bei max.-Bedingungen messen, > oder eher in der Mitte 7V/0.75A, welche Messung ist am Und das wird wegen des allgegenwaertigen Ohmschen Gesetzes nicht gehen... citb
begrenz einfach den Strom. Die Spannung wird dann auf den dazugehörigen wert einbrechen ;-).
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Hallo, habe jetzt mal eine Impulsantwort des Systems aufgezeichet, wie Basti es vorgeschlagen hat. Die Warmseite habe ich über Heatpipes mit einem Kühlrippenblock auf annehmbarer Temperatur gehalten. Mit dem Verfahren im Anhang komme ich jetzt auf => Ausgleichszeit Tg=6.8s Verzugszeit Tu=0.3s Sind das realistische Werte für so eine Strecke??? Oder ist das totaler Mist? :) Etwas unsicher bin ich was die Berechnung von Ks angeht. Als Eingangssignal hab ich jetzt 8V/0.5A genutzt. Allerdings schafft das Netzteil nur 7.2V bei 0.5A (ohmsches Gesetz, jaja^^) ...bei 0.5A stellen sich dann ca. -22°C ein, was mein Sensor durch 2.445V darstellt. Wenn ich jetzt delta_X (2.445V) durch delta_Y (7.2V) teile, komme ich ja auf 0.34 für Ks. Ist das nicht iwie Schwachsinn?! ;) Wie berechne ich Ks richtig? THX jey
> Wenn ich jetzt delta_X (2.445V) durch delta_Y (7.2V) > teile, komme ich ja auf 0.34 für Ks. Ist das nicht iwie Schwachsinn?! ;) Ja, ist es, weil du nicht irgendeinen Wert an irgend einer Stelle ansetzen kannst, sondern kleine Differenzen von X und Y nehmen musst. Du hast zwar delta geschrieben, aber nicht eingesetzt!
ja ok, für delta_X könnte ich das Delta berechen, aber für die Anregefunktion ist das Delta doch 7.2V, ich schalte von 0 auf 7.2V...oder wie?
richtig! also Sprungantwort, ich habe eine Sprungantwort gemessen, keine Impulsantwort... Anzumerken wäre, das ich eigendlich geplant hatte eine Impulsantwort zu messen, da ich dazu aber nicht die Möglichkeit habe, hatte sich durch Basti das mit der Sprungantwort entwickelt... also die Überschrift war eig. korrekt gewählt ;) ...trotzdem würde ich gerne wissen wie ich korrekt Parameter aus meiner "Sprungantwort" ableite, soll ja angeblich gehen...oder ob ich eh nur mist gemessen habe?!
Die Zeit scheint mir etwas an der schnellen Seite zu sein. Das ist im Prinzip eine Frage der thermischen Masse, der Anzahl Mol (oder Gramm) Aluminium auf der aktiven Seite. Der Wert ist aber durchaus vernuenftig.
Ist doch eine schöne Sprungantwort. Du schriebst ja das du keinen Impuls erzeugen kannst. Was du nun machen kann ist, die Ableitung der Sprungantwort nach der Zeit, dann hast du die Impulsantwort. h(t)=Impulsantwort a(t)=Sprungantwort h(t)=da(t)/dt Aber du kannst recht bequem alle regelparameter aus der Sprungantwort ziehen.
Um jetzt weiter zu rechnen muss du Ks haben. wie schon einige hier schrieben musst du ein delta haben. Also quasi die steigung der Wendetangente. Also ist Ks=delta X/delta Y Wenn du Ks hast, musst du nur noch wissen womit du regeln willst und ob Führung oder Störung und ob mit 20% überschwinger oder aperiodisch. Ich habe damals bei TEC PID genommen auf störung und aperiodisch. War ganz gut, und läuft heute noch. Kp= 0,95/Ks * Tg/Tu Tn = 2,4*Tu Tv = 0,42*Tu Ki = Kp/Tn Kd=Kp*Tv Damit ist alle fertig für PID aperiodisch auf störung ausgelegt. Im anderen fall kannst du mit einer schwingungsanalyse die Werte er,mitteln.
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Hallo, Danke Basti!... also wenn ich die Steigung der Tagente als Ks nehme, komme ich auf 36.62[s/V]. Nach den genannten Gleichungen komme ich dann auf: Kp=0.767[V/s] Tn=0.552[s] Tv=0.0966[s] Ki=0.1389[V/s^2] Kd=0.0741[V] Nun würde ich gerne eine analoge Regelstrecke dazu aufbauen. Hier sind mir 2 Dinge nicht ganz klar. a) Was hat es mit den Einheiten [V/s; s, ..etc ] zu tun, habe diese irgendeine Relevanz?! b) Nehme ich http://www.rn-wissen.de/index.php/Regelungstechnik zur Hilfe, habe ich für einen PID-Regler folgende Formeln zur Verfügung: Kp=(R2/R1)+(Cd/Ci); Ki=1/(R1*Ci); Kd=R2*Cd; also Formeln mit mindestens 2 Unbekannten. Kann ich jetzt um z.B. R2 oder Cd zu berechnen, einfach einen der Werte definieren, z.B. R2_select=1k und dann Cd ausrechnen, oder wie funktioniert das? MfG j
Das ganze heißt nicht umsonst Rätzeltechnik. Also alle vorgänge sind Zeitabhängig und habe deswegen eine Zeitkonstate. Daher passen die Einheiten schon. Sollange du im SI-Einheitensystem bleibst und alles auf "volle" maße bringts (als 1V statt 1000mV oder 1s statt 1000ms) dann kannst du den Numerischen wert für deine Hardware Regler nehmen. Ja prinzipiell kannst du bei den Bauteilen einen Wert "Vorbestimme". Das Ergebniss wird dann zeigen ob der Wert gut geschätzt war oder nicht. Wenn ncith nachkorigieren. Da du ein PID nehmen willst muss dir klar sein was wofür gebraucht wird. Das kernelement ist der OP und dient der "steuerzentrale". Die Widerstände haben eher ein proportionales verhalten und die Kondensatoren eine Integrales bzw. ein Differentiales verhalten (je nachdem wo sie sind) in verbindung mit dem OP. Laut dem Link gehe ich davon aus das du den PID mit der ein OP Variante machen willst. Du kannst auch eine I-Glied ein P-Glied und ein D-Glied einzeln aufbauen und die "übereinander" schalten. Das wären dann 3 OPs und ist vom verständnissher etwas schöner. Ich weiß nicht wie weit deine Rätzeltechnikerfahrungen reichen, bei mir ist es schon bissl her mit studium. Aber im notfall kannst du auch nur ein P-Glied aufbauen, und den proportionalitätswer so lange verändern, bis dein System an der grenzen zum oszilieren ist. Dann die werte herausnhmen und querrechnen.
Hier nochmal ein paar links die eventuell helfen könnte: http://www.et.hs-wismar.de/ausland/ireland/docs/Peltier.pdf http://bibo.iqo.uni-hannover.de/dokuwiki/doku.php?id=eigenbau:temperaturregler_diodenlaser Das mit der schwingungsanalyse zur bestimmung der parameter bekomme ich leider im kopf nicht mehr zusammen.
http://www.belektronig.de/downloads/BelektroniG_Infoblatt2_PID-Parameter_Bestimmung_manuell.pdf und der ist auch ganz gut.
Hey Basti, erstmal vielen Dank...werde mir jetztdie beiden Links zu Gute führen....
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Hallo, ich bins wieder :) Ich habe jetzt anhand der hier beschriebenen Vorgehensweise (erstmal) einen PI-Regler aufgebaut. Ich habe jetzt R1=22k; R2=1M; Ci=10µ; genommen (Schaltung im Anhang), und fahre damit ziemlich gut. Für ein delta_T von 3.5°C benötige ich ca. 8-10sek. Es ensteht zwar ein Überschwinger beim Anfahren der Temp. con ca. 1.5°C-2C°, damit kann ich aber vorerst absolut leben, da die Soll-Temperatur wie gesagt sehr schnell (oder sagen wir so: für meine Anwendung schnell genug^^) erreicht wird. Danke vorallem an Basti, das hat echt mal super geklappt! So das Problem nun: Ich habe nur eine positive Versorgungsspannung auf dem Board, kann zzt. mit gegebener Verdrahtung also NUR Kühlen. Meine Idee: hänge ich einfach das TEC zwischen 2 OPVs (2. Schaltung im Anhang) und verkoppel die beiden. Super Idee wa? :D Leider wohl nicht :/ Stelle ich nun eine Soll-Temp<IST-Temp ein (Kühlen) funzt die Schaltung nach wie vor zufriedenstellend. Stelle ich aber eine Soll-Temp>Ist-Temp (Heizen) ein, dreht sich zwar der Strom durchs Peltier, allerdings fängt der OPV extrem an zu Schwingen, er rauscht dann jedesmal voll Karacho über den Sollwert hinweg und zurück und drüber und, und.... Könnte sich mal bitte jemand die Schaltung angucken und mir helfen hier eine richtige Verdrahtung zu entwickeln? Wäre super! In der Simulation funzt die Schaltung, in der Realität wie gesagt schwingt sie. Eine Info noch: Ich möchte vorrangig nur Kühlen, das ich Heizen muss wird eher sporadisch im Winter vorkommen, wenn wirklich mal -10°C Aussentemp. herschen, langt die Eigenerwärmung der Elektronik nicht mehr um den Chip auf Soll zu bringen. Danke in vorraus für euere Hilfe! MfG j
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Habe die Schaltung noch einmal leicht modifiziert, leider ohne Erfolg (siehe Anhang). Die Schaltung mit einem OPV als PI-Regler funktioniert einwandfrei, sobald ich den 2. OPV dazuschalte fängt das System an zu schwingen... keiner Lust sich nochmal etwas mit mir und meiner Schaltung zu beschäftigen?! ;) Wäre echt nett, mir fehlt da etwas die Theorie, bei der Verschaltung von 2 OPV's...
Beim Heizen sollte beachtet werden, dass der Wirkungsgrad sehr viel hoeher ist, denn die Eigenerwaermung kommt hinzu waehrend sie beim Kuehlen weggeht. Dh du benoetigst einen neuen Parametersatz. Das laesst sich mit einem Controller einfacher loesen wie Analog.
Wenn du mit einem TEC heitzen und Kühlen willst, aber du nur eine Positive spannung hast, dann Hilft da recht gut eine H-Brücke. Da eigent sich zum Beispiel der L6203 recht gut. mit einfachen bitsignalen kann man den umsteuern und Pulsen. Bei Pulsen muss aber der Strom geglättet werden, die kleinen pelztierchen mögen kein gepulsten strom ;-). Aber deine Schaltung geht ja auch super. Nur wie Nano schon schrieb brauchst du ein weiteren Regler für heizen, der bischen langsamer ist. Der Regler muss dann erkennen das geheitzt oder gekühlt werden soll und stellt sich mit seinen werten auf die jeweilige Situation ein. Eine ander Alternative ist, den regler auf heitzen einstellen. Dann ist top für "warme" Arbeit und beim kühlen ist er dann bissl langsam, aber das macht ja nix ;-).
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