Regelungstechnik - Wind-Up-Effekt

[Martin D. (martin_d69)]

Hallo,

für die UNI müssen wir Fragen diskutieren. Heute der Wind-Up-Effekt
Was ist richtig?

1) nur für nichtlineare Systeme
2) grund ist die sättigung im aktuator
2) kann durch Rückkopplung vermieden werden
4) verschlechtert das Regelverhalten, kann zu instab. führen
5) dieses phaenomen lässt sich nicht kontrollieren

Ich meine das 2,3,4 richtig sind und 1,5 falsch.

Was meint ihr?

[Udo S. (urschmitt)]

3 gibts bei dir nicht :-)
Aber das mit der Rückkopplung ist etwas seltsam, richtig ist eher, daß 
die Regelung die Sättigung (Begrenzung) des Stellglieds kennen und 
berücksichtigen muss.
Ansonsten stimme ich mit dir überein.

[Martin D. (martin_d69)]

Hallo Udo,

entschuldige bitte die Tippfehler
Es sollte lauten:

3) kann durch eine zusätzliche Rückkopplung vermieden werden

Udo Schmitt schrieb:
> richtig ist eher, daß
> die Regelung die Sättigung (Begrenzung) des Stellglieds kennen und
> berücksichtigen muss.

Also ist mit "kennen" die zusätzliche Rückkopplung welche ein 
übersteuern verhindert gemeint?

[Karl H. (kbuchegg)]

Martin D. schrieb:
> Hallo Udo,
>
> entschuldige bitte die Tippfehler
> Es sollte lauten:
>
> 3) kann durch eine zusätzliche Rückkopplung vermieden werden
>
> Udo Schmitt schrieb:
>> richtig ist eher, daß
>> die Regelung die Sättigung (Begrenzung) des Stellglieds kennen und
>> berücksichtigen muss.
>
> Also ist mit "kennen" die zusätzliche Rückkopplung welche ein
> übersteuern verhindert gemeint?

Ich denke, die Frage läuft letzten Endes darauf hinaus, was hier exakt 
unter Rückkopplung verstanden wird.

Jaaaaa, man könnte das so machen, dass die Regelung einen Input kriegt, 
der eine Aussage darüber erlaubt, ob der Aktuator an seinen 
physikalischen Limits angelangt ist. Und jaaaaa, ich denke man könnte 
das auch eine Rückkopplung nennen, auch wenn ich nicht weiß ob der 
Begriff in diesem zusammenhang üblich ist.


Edit: Wär das dann nicht eigentlich eine Gegenkopplung, wenn die 
Regelung das Stellglied zurück nimmt, wenn der Aktuator nicht mehr kann? 
Eine Rückkopplung hat ja doch eigentlich verstärkende Eigenschaften. 
D.h. wenn der Aktuator nicht mehr mitkommt, dann schraubt die 
Rückkopplung den Stellwert noch höher und da der Aktuator dann immer 
noch nicht mehr kann, schraubt sie noch mal höher. Genau das wäre dann 
aber der Windup: der Stellwert bzw. die Regelungsinternen Fehler-Werte 
auf denen die Regelung basiert, schrauben sich in ungeahnte Höhen hoch, 
ganz einfach deshalb weil der Aktuator aufgrund physikalischer Limits 
dem Stellwert nicht mehr folgen kann und daher hinter der Regelung 
nachhinkt.

[Udo S. (urschmitt)]

Karl Heinz schrieb:
> Edit: Wär das dann nicht eigentlich eine Gegenkopplung,

Eine Rückkopplung ist der allgemeinere Begriff. Das kann eine 
Mitkopplung oder eine Gegenkopplung sein.

Ansonsten gehts mir wie dir, was ist damit gemeint. Da die Stellgrenzen 
normalerweise konstant sind, muss man sie nicht rückübertragen, sondern 
der Regler kann sie von vornherein kennen.
Ausser das Stellglied selbst ist dynamisch und hat wieder einen Soll und 
einen Istwert.
Nachtrag zu deinem Nachtrag: Die max. Stellgeschwindigkeit kann 
natürlich von der Störgröße abhängen (z.B. Belastung auf einen Servo), 
da wäre dann die Rückkopplung vorteilhaft. Aber dann ist das Stellglied 
selbst ein eigenes dynamisches System.

[Karl H. (kbuchegg)]

Udo Schmitt schrieb:
> Karl Heinz schrieb:
>> Edit: Wär das dann nicht eigentlich eine Gegenkopplung,
>
> Eine Rückkopplung ist der allgemeinere Begriff. Das kann eine
> Mitkopplung oder eine Gegenkopplung sein.
Ah, genau.
Mitkopplung. Das war der Begriff den ich gesucht habe.


> Nachtrag zu deinem Nachtrag: Die max. Stellgeschwindigkeit kann
> natürlich von der Störgröße abhängen (z.B. Belastung auf einen Servo),
> da wäre dann die Rückkopplung vorteilhaft. Aber dann ist das Stellglied
> selbst ein eigenes dynamisches System.

Ja, in die Richtung hab ich auch überlegt.
Ein fixer Anti-Windup am Stellwert würde bei einem blockierenden System 
trotzdem immer noch zb vollen Saft auf die Motoren geben. Ein 
rückgegkoppeltes System, könnte ich mir vorstellen, könnte sich da 
anpassen.

Trotzdem denke ich ehrlich gesagt nicht, dass sowas bei der Frage 
gemeint ist. Das wäre in der Vorlesung diskutiert worden und der Frager 
würde da mehr dazu wissen, als wir hier spekulieren können.

[Jonathan S. (joni-st)]

Karl Heinz schrieb:
> Edit: Wär das dann nicht eigentlich eine Gegenkopplung, wenn die
> Regelung das Stellglied zurück nimmt, wenn der Aktuator nicht mehr kann?
> Eine Rückkopplung hat ja doch eigentlich verstärkende Eigenschaften.
> D.h. wenn der Aktuator nicht mehr mitkommt, dann schraubt die
> Rückkopplung den Stellwert noch höher und da der Aktuator dann immer
> noch nicht mehr kann, schraubt sie noch mal höher. Genau das wäre dann
> aber der Windup: der Stellwert bzw. die Regelungsinternen Fehler-Werte
> auf denen die Regelung basiert, schrauben sich in ungeahnte Höhen hoch,
> ganz einfach deshalb weil der Aktuator aufgrund physikalischer Limits
> dem Stellwert nicht mehr folgen kann und daher hinter der Regelung
> nachhinkt.

Eine Rückkopplung bedeutet grundsätzlich nur, dass ein Teil des 
Ausgangssignals zurück auf das Eingangssignal der Regelung geführt wird. 
Ob das eine Mit- oder Gegenkopplung ist, sagt der Begriff "Rückkopplung" 
noch nicht.

Edit: Da recherchiert man noch ein bisschen, und schon ist jemand 
anderes schneller als man selbst. G'mein. ;)

Martin D. schrieb:
> Ich meine das 2,3,4 richtig sind und 1,5 falsch.

Und dem kann ich auch zustimmen, sofern die "Rückkopplung" so 
rückkoppelt, dass bei Sättigung nicht weiter ausgesteuert wird.


Gruß
Jonathan

[Karl H. (kbuchegg)]

Jonathan Strobl schrieb:

> Eine Rückkopplung bedeutet grundsätzlich nur, dass ein Teil des
> Ausgangssignals zurück auf das Eingangssignal der Regelung geführt wird.
> Ob das eine Mit- oder Gegenkopplung ist, sagt der Begriff "Rückkopplung"
> noch nicht.

Ja, richtig.
Mir war der Begriff 'Mitkopplung' entfallen und da hab ich kurzerhand 
den landläufigen Begriff 'Rückopplung' aus der Bühnentechnik (das 
ungewollte Pfeifen) umfunktioniert.

Danke für die Korrektur.

[Martin D. (martin_d69)]

Ein großes Danke für eure Hilfe!

Und natürlich sehe ich das auch so das idr. Mit-, Gegen- und 
Rückkopplung unterschieden werden müssen!

Im original lautete die Frage:
"The windup effect can be avoided by introducing a certain additional 
feedback loop."
Übersetzt also:
...kann durch eine zusätzliche Rückkopplung vermieden werden