Verständnis Regelungstechnik

[yo (Gast)]

Guten Tag,

Ich möchte den Durchfluss von Wasser durch ein Ventil regeln.
Ich habe eine PT1-Strecke und regel diese über das 
Kompensationsverfahren mit einem PI-Regler. Ich habe den Regler mit 
Hilfe von Simulink eingestellt und bekomme bei einem Sprung des 
geschlossenen Regelkreises in etwa den Verlauf einer PT1-Strecke. Nun 
habe ich den Regelkreis in der Realität umgesetzt und den Sollwert auf 
70 L/min gesetzt. Nun habe ich eine Verständnisfrage zum dem ganzen:

Ich habe bei 70 L/min einen Überschwinger von 20%, was ja normal bei 
PI-Regler ist. Die Frage lautet nun: Wenn ich meinen Sollwert weiter 
runter setze, wird der Überschwinger größer? Wenn ich ihn höher setze 
wird er dann kleiner?
Sprungantwort der Strecke und Verlauf der Regelung im Anhang

Danke

[MiMa (Gast)]

yo schrieb:
> Die Frage lautet nun: Wenn ich meinen Sollwert weiter
> runter setze, wird der Überschwinger größer? Wenn ich ihn höher setze
> wird er dann kleiner?

Der Überschwinger ist 20%. Folglich ist er bei höherem Sollwert auch 
höher (absolut).
Oder meinst du prozentuell? :-)

[yo (Gast)]

MiMa schrieb:
> Oder meinst du prozentuell? :-)

Richtig :) Möchte einen möglichst kleinen Überschwinger haben, da sonst 
die Druckunterschiede im System zu groß werden könnten. Bin mir aber 
jetzt nur nicht sicher ob es an den falschen Verstärkungsfaktoren des 
Reglers liegt

[Steuerzahler (Gast)]

ich nähme einen ohne Überschwinger. Warum willst Du einen?

[MiMa (Gast)]

yo schrieb:
> Richtig :) Möchte einen möglichst kleinen Überschwinger haben, da sonst
> die Druckunterschiede im System zu groß werden könnten.

Dann mach den P Anteil kleiner. Der Regler wird dann zwar langsamer, da 
der I Anteil die meiste Arbeit übernehmen muss, aber der Überschwinger 
ist kleiner/weg :-)

Wenn es schnell sein muss und keine Überschwinger haben soll, hilft ein 
D Anteil weiter

[yo (Gast)]

Steuerzahler schrieb:
> ich nähme einen ohne Überschwinger. Warum willst Du einen?

Naja dann wird meine Regelung zu langsam

MiMa schrieb:
> Dann mach den P Anteil kleiner. Der Regler wird dann zwar langsamer, da
> der I Anteil die meiste Arbeit übernehmen muss, aber der Überschwinger
> ist kleiner/weg :-)
>
> Wenn es schnell sein muss und keine Überschwinger haben soll, hilft ein
> D Anteil weiter

Dank dir. Werde mal etwas rumspielen. Einen PID Regler für eine 
PT1-Strecke? Ist das sinnvoll? Wenn ich einen PI-Regler verwende habe 
ich also das Spiel zwischen Regelzeit und Überschwinger?

[Saxxe (Gast)]

>Einen PID Regler für eine PT1-Strecke? Ist das sinnvoll?
Nö.
Bei PT1 hat der D Anteil keinen Geschwindigkeitsvorteil.

Bei PT2 hilt er die Strecke zu dämpfen. Man kann deshalb P höher drehen. 
Alles wird schneller.

[R. Egel (Gast)]

Wenn dein System linear ist, dann bleibt das Überschwingen bei 20%, egal 
wie hoch der Sprung ist. Bei größeren Sprüngen absolut also höher. 
Allerdings sieht es für mich so aus, als würde die 
Stellgrößenbeschränkung und damit auch Windup etwas mit dem 
Überschwinger zu tun haben. Kannst du den I-Anteil plotten lassen?
Ist der Regler komplett digital? Dann könntest du erstmal ganz einfach 
ein Antiwindup einsetzen (den I-Anteil also nicht weiter erhöhen, 
solange die Stellgröße schon am Anschlag ist). Das dürfte schon eine 
Verbesserung geben.
Als Gegenprobe könntest du ja mal nen kleineren Sprung draufgeben, bei 
dem die Stellgröße nicht auf Anschlag geht.

[yo (Gast)]

R. Egel schrieb:
> Dann könntest du erstmal ganz einfach
> ein Antiwindup einsetzen

Habe bereits einen Anti-Windup eingestellt. Habe nun den P-Anteil 
verringert und bekomme einen Überschwinger von 14%. Kann damit leben. 
Linear ist es nicht. Habe mal einen anderen Sollwert probiert und der 
Überschwinger ist merkbar geringer.

[Regelungspraktiker (Gast)]

yo schrieb:
> Ich möchte den Durchfluss von Wasser durch ein Ventil regeln.

Na, und was ist das denn für ein Ventil? Ist das auch schön linear? Und 
schon mal daran gedacht, dass der Durchfluss nicht linear vom 
eingestellten Kv-Wert am Ventil abhängt?

[Purzel H. (hacky)]

Ein reales Ventil ist eher nichtlinear. Was ist denn die Stellgroesse ? 
Der Drehwinkel bei einem Spindelventil ? Der Drehwinkel bei einem 
Kugelhahn ?
Wie auch immer. Die Strecke, das Wasserrohr wird einen induktiven 
Beitrag haben.
Das System laesst sich verbessern. Ist der Eingangsdruck immer derselbe 
? Falls ja, der einfache Fall. Nimm eine Kurve auf. Stellglied gegen 
Durchfluss. Das ist deine Steuerung. Jetzt kommt der Regelkreis drueber. 
Die Steuerung bewirkt, dass der I Anteil zu Beginn nichts machen muss. 
Er muss nur nachtraeglich Nichtidealitaeten ausgleichen.
Der etwas schwierigere Fall. Der Eingangsdruck ist nicht immer derselbe. 
Miss den und lass ihn in die Steuerung einfliessen.

[Thomas B. (Gast)]

Deine Sprungantwort startet bei 6s. Ist das Totzeit?

[Wolle G. (wolleg)]

Jetzt ist G. schrieb:
> Ein reales Ventil ist eher nichtlinear.
Was ist ein reales Ventil?
Für Regelungsaufgaben gibt es Regelventile, wo z.B. der Ventilkegel auf 
die Regelaufgabe abgestimmt wird. (z.B. lineare, gleichprozentige,..... 
Ventilkennlinie)