Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Systemidentifikation mit Bodediagramm


von Robert (Gast)


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Hallo,

ich möchte ein "Modell" eines elektrischen Übertragungssystems 
erstellen.
Ich habe eine irgendwie geartet lineare Schaltung, deren 
Übertragungsfunktion mir aber gänzlich unbekannt ist! und hiervon möchte 
ich ein Modell erstellen.

Dazu habe ich mal ein Bode Diagramm aufgenommen, weil man müsste ja 
eigentlich anhand des Frequenzgangs des Systems die Übertragungsfunktion 
bestimmen können, ja?

Was gibt es dazu für Methoden? mit Onkel Gockel finde ich leider nicht 
viel brauchbares. Wie würdet ihr hier vorgehen?

Das Problem ist, dass ich ein "analoges" Modell will, also eine 
Laplace-Übertragungsfunktion. Wie man das ganze im z-Bereich macht für 
diskrete Systeme, weiss ich, das ist auch etwas einfacher als bei 
Laplace.

Gruss!

von hoderlump (Gast)


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Sollte nicht allzu schwer sein, aus dem Kopf kann ich aber leider keine 
Lösung liefern.
Bodediagramm und Übertragungsfunktion sind aber auf jeden Fall 
verknüpft, in jedem Regelungstechnik Grundlagenbuch steht, wie das 
funktioniert, z.B. Anton Braun- Regelungstechnik für Anfänger, S.22ff.

Poste das Diagramm bitte mal!

von Robert (Gast)


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Hallo,

habe das Diagramm leider nicht auf dem Rechner greifbar. (bin 
unterwegs...)

Klar, es gibt in Matlab die System identification Toolbox, aber ich 
möchte bevor ich sowas verwende noch selber ein bisschen herum pröbeln.

Gruss

von Rene S. (Firma: BfEHS) (rschube)


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Hallo Robert,

schau dir doch mal die Gleichungen von einem Zweitor an:
http://de.wikipedia.org/wiki/Zweitor

"Für lineare Zweitore gehen sie, eventuell unter Anwendung der 
symbolischen Methode der Wechselstromrechnung oder der 
Laplacetransformation, in ein Paar lineare Gleichungen mit vier das 
Zweitor beschreibenden Zweitorparametern über."

Grüße aus Berlin

von Guido C. (guidoanalog)


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Hallo,

hier http://lpsa.swarthmore.edu/Bode/BodeHow.html ist beschrieben, wie 
man bei Kenntnis der Polen und Nullstellen der Übertragungsfunktion das 
Bode-Diagramm erstellen kann. Du müsstest entsprechen rückwärts 
verfahren. Das heißt Du musst z. B. den Betragsverlauf durch 
Geradenstücke approximieren, die ein Vielfaches der Steigung von 20 dB / 
Dekade besitzen.

Mit freundlichen Grüßen
Guido

von Al3ko -. (al3ko)


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Sollte im Prinzip nicht all zu schwer sein. Bei einer Polstelle sinkt 
die Steigung um 20dB pro Dekade. Die Phase fällt um 90°. Bei einer 
Nullstelle genau umgekehrt. Wie bereits beschrieben, kannst du den 
Frequenzgang durch mehrere Geraden approximieren. Deren Schnittpunkte 
stellen die Eckfrequenzen dar.

So kannst du dich dann durch den Frequenzgang durchhangeln. Hast du am 
Ende (d)eine Übertragungsfunktion, kannst du sie z.B. mit Matlab 
verifizieren.

von hoderlump (Gast)


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Nunja, ich würde das Thema gerne nochmal üben, deswegen würd ich mich 
über das Diagramm freuen.

Also, es gibt verschiedene Übertragungsfunktionen wie P-, D-, PT1-Glied, 
etc. Jede dieser Funktionen hat ein zugehöriges Bode-Diagramm. Wenn 
deine Übertragungsfunktion nun aus einem P-, einem PT1- und einem 
PT2-Glied in Reihe besteht, dann addieren sich die einzelnen 
Amplitudengänge im Bodediagramm. Dein Amplitudengang sowie dein 
Phasengang besteht also aus der Addition der Diagramme vom P-, PT1- und 
PT2-Glied.

Dazu ist eine solche Tabelle ganz hilfreich, leider hab ich grad keine 
gut aufgelöste gefunden, über Tipps wäre ich dankbar: 
http://img.springerimages.com/Images/SpringerBooks/BOK=978-3-642-22850-6/CHP=9_10.1007-978-3-642-22850-6_9/MediaObjects/WATER_20288_34_De_9_Fig26_HTML.jpg

Die Steigungen im Bodediagramm zeigen die Potenz im Nenner der 
Übertragungsfunktion. Bei 40db/Dekade ist es beispielsweise (jw)².

Die einzelnen Faktoren im Zähler und Nenner der Übertragungsfunktion 
lassen sich danach auch berechnen. Im Amplitudengang des Bode-Diagramms 
gilt F(jw)=20*lg A. In den Extremwerten, also am linken und rechten Rand 
des Diagramms gilt w->0 bzw. w-> unendlich. Dann kann man aus der 
Übertragungsfunktion alles wegstreichen und es bleibt jeweils nur ein 
kurzer Term übrig. Nun kann man im Bodediagramm den Wert am linken bzw. 
rechten Rand ablesen.
z.B. am linken Rand sei das Bodediagramm bei 13dB:  F(0)=20*lg 13dB=4,7. 
Dies ist oft der Faktor, der im Zähler steht.

Dieses Spiel lässt sich auch mit den Grenzfrequenzen spielen und somit 
sollten sich alle weiteren Faktoren bestimmen lassen.

Puuh, ich hoffe, ich habe nicht allzuviel falsch beschrieben!

von Knippser (Gast)


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Hallo,

mich interessiert das Thema auch sehr. Kann einer gute Literatur dazu 
empfehlen?

von Al3ko -. (al3ko)


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Knippser schrieb:
> Hallo,
>
> mich interessiert das Thema auch sehr. Kann einer gute Literatur dazu
> empfehlen?

Übertragungsfunktionen aus dem Bode Diagramm ablesen? Also so wie wir es 
hier alle beschrieben haben?

Oder interessiert dich jene Systemidentifikation, wie sie von Profis 
gehandhabt wird?

von Guido C. (guidoanalog)


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Hallo,

al3ko -.- schrieb:
> Oder interessiert dich jene Systemidentifikation, wie sie von Profis
> gehandhabt wird?

Das würde wiederum mich interessieren.

Mit freundlichen Grüßen
Guido

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