PIDJ-Controller

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Hat von euch schon mal eine PIDJ-Regelung für ein Schaltnetzteil bzw. 
Spannungsregelung verwendet?

Von Microchip gibt es ein Beispiel mit dsPIC für einen Buck-Regler, da 
wird so eine Regelung verwendet:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/CE021_PID_SMPS_GUI_14aug09.zip

Das "J" steht dabei für Jerk, also die Ableitung der Ableitung der 
Regelabweichung.

Ich habe zum ersten mal gesehen, dass jemand so etwas macht und ich 
frage mich, ob das tatsächlich einen Vorteil gegenüber einem "normalen" 
PID-Regler bringt.

Was ist der physikalische Hintergrund? Die Ableitung der 
Ausgangsspannung entspricht dem Strom, der in den Ausgang-Kondensator 
fließt. Wenn man nochmal ableitet, ist das proportional zum 
Spannungabfall an der Speicherdrossel. Man kann damit also den 
Spannungsabfall an der Speicherdrossel bei einer Laständerung 
kompensieren?

Wenn man einen Messwert, der mit einer hohen Abtastrate gemessen wird, 
zweimal ableitet, bekommt man nach meiner Erfahrung sehr viel Rauschen, 
speziell wenn man das nicht irgendwie in der Bandbreite begrenzt,also 
filtert.

Ich hab irgendwie das Gefühl, dass Microchip das speziell gemacht hat, 
um die Rechenleistung des DSPIC zu demonstrieren. Ob es einen 
tatsächlichen Nutzen hat, ist für mich eher fraglich.
Man sieht hier, dass der Mehraufwand gegenüber einem "normalen" 
PID-Regler sehr gering ist; bei einem analogen Regler wäre das mit 
deutlich höherem Aufwand verbunden.

Was meint ihr dazu?

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Hat dazu niemand eine Meinung bzw. konkrete Erfahrungen damit?
Schade, hätte mich schon interessiert?

[Fralla (Gast)]

Hallo!
Ich weis auch nicht, was das bei einem Buck bringen soll, bzw nocht 
nicht probiert.
Wohl aber bei Resonanzwandlern, bei einem Serien-Parallel-Wandler kann 
man so einen Tick(wirklich nur wenig) mehr Dynamik herausholen. Speziell 
wenn man ein Postfilter hat, welches ein noch schnelleres ändern des 
Stromes erfordert. Allerdings war, wie zu erwarten ist eine aufwendigere 
Anlaoge vorverarbeitung (Filterung) notwendig. Im Endeffekt war es eine 
Spiellerei, da der dsPIC genug Zeit hatte. Das dieses doppelt Ableiten 
PIDJ heist wusste ich gar nicht...
In Endeffekt kann man mehr erreichen, indem man die koeffizienten 
dynamisch umschaltet, bzw den Reglergain um so ein nichtlineares 
Verhalten zu erzielen. Das ist für einen DSP kein Problem, und kostet 
auch nicht mehr Resourcen und bringt mehr. (So ist zumindest meine 
Erfahrung, allerdings bezieht sich dies auf verschiedenste 
Resonanzandler und nicht auf Bucks) Gewichtetes Feedback mit Abgriff vor 
und nach dem Postfilter kann man ja auch Analog zusammenmischen bevor es 
in den dsPIC geht (Ähnlich wie bei einem TL431).

Analog hat sich damit ja schon oft jemand gespielt. Durchgesetzt hat es 
sich nicht, vermutlich wegen dem deutlich höheren Aufwand. Mittels DSP 
ist dem nicht so, jetzt hat das Microchip aufgeschnappt und mit dem 
dsPIC demonstriert. Den Nutzen dieser Regelung sehe ich auch gering, 
zumindest für ein Schaltnetzteil, welche ja meist mit eher primitiven 
Reglern auskommen.

MFG Fralla

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Hallo Fralla,

danke für deine Antwort. Das was du schreibst bestätigt ungefähr meine 
Einschätzung.