I (PI) Regler anhalten/pausieren (diskret mit OP-Amp)

[Christian (Gast)]

Hallo,

ich bastel mir momentan eine Amplituden-Regelung, um eine Amplitude 
konstannt zuhalten.

Die Amplitude ist aber nur für ca. 100 ms vorhanden und fast 1 s aus.
Ich habe einen Gleichspannungswert der proportional zur Amplitude ist.

Momentan vergleiche ist das mit einem Sollwert mit Hilfe von einem OP. 
Das stellt einen einfachen P-Regler da.
Geregelt wird die Versorgungsspannung der Amplitudenerzeugenen 
Schaltung(geht nicht anders).
Diese Spannung soll während der Pause ( Amplitude 0 V) auf dem letzten 
Wert gehalten werden. Das funktioniert soweit auch mit Sample and Hold 
des ist Wertes. Dadurch bekommt der Regler die Pause nicht wirklich mit.

Nun zur eigentlichen Frage.

Um die Regelung zu verbessern würde ich gerne einen I bzw. PI Regler 
verwenden. Funktioniert prinzipiell auch.
Aber während der Pause ist ja die Regelstrecke unterbrochen. Somit 
bekommt der I Regler nicht mehr mit wenn er einen minimalen Fehler 
integriert.
Also Integriert er als weiter weiter, weil sich am Fehler ja nicht 
ändert.
Solange bis S&H wieder durchschaltet und er dann erst mit bekommt was er 
da für eine Mist geregelt hast.

Die Frage ist also jetzt, kann man so einen I Regler der mit einem OP 
aufgebaut ist, irgendwie anhalten?
So wie die S&H Schaltung ja auch einfach den Wert festhält. Wie ein 
Pause Knopf.

Hab schon überlegt eine Art Feedback bypass zu realisieren, damit der OP 
während der Pause seine Ausgangsänderung zurückgeführt bekommt. Quasi 
ausgetrickst. Aber das muss dann ja auch irgendwie zum echten Verlauf 
passen.

Hab noch keine richtige Idee.

Vielen Dank

[M. K. (sylaina)]

Christian schrieb:
> Aber während der Pause ist ja die Regelstrecke unterbrochen.

Öhm...warum?

Christian schrieb:
> Geregelt wird die Versorgungsspannung der Amplitudenerzeugenen
> Schaltung(geht nicht anders).

Öhm, es geht eigentlich immer anders. Vielleicht hilft es, das Problem 
aus einer anderen Richtung zu beobachten ;)

[olaf (Gast)]

> Hab noch keine richtige Idee.

Lass es mich mal so sagen. Wir leben in einer Welt wo viele einfach zu 
doof fuer Analogelektronik geworden sind und selbst vollkommen banale 
Dinge digital machen wollen. Aber es gibt auch Ausnahmen wo sich eine 
digitale Regelung geradezu aufdraengt und genau so ein Problem hast du. 
Also wuerde ich dir empfehlen damit aufzuhoeren dir Analog der Arsch 
abzuentwickeln und das ganze einfach in einem Mikrocontroller zu 
realisieren.

Olaf

[Helmut S. (helmuts)]

Beim I-Regler musst du in den Pausen den Eingangsstrom 
abstellen(abschalten). Dann bleibt die Ausgangsspannung stehen. Da 
darfst du dann natürlich parallel und/oder in Reihe zum Integrator-C 
keinen Widerstand haben. Den P-Anteil musst du nebenläufig erzeugen und 
dann die Summe bilden. Die 0,9s Pause sind eine sehr lange Zeit. Das 
bedingt schon einen JFET oder CMOS Operationsverstärker mit sehr kleinem 
Eingangsstrom. Der Analogschalter muss natürlich auch einen hohen 
Off-Widerstand haben.


Eingang----o/ o-----| R |-----o-------||-------o---Ausgang
                              |                |
                               ---|-in   out|--
                                  |  OPAMP  |
                              |---|+in      |

[Sebastian S. (amateur)]

Das wird nicht ganz einfach!

Spätestens, wenn irgendwelche Kondensatoren im Signalzeig ihr kommen 
ankündigen, wird es Problematisch!

Um damit klarzukommen, wird Dir wohl nichts anderes übrig bleiben als:
1. Einen "Aus"-Pegel zu definieren. Hier könnte ein Komparator helfen.
2. Ein paar hochwertige elektronische Schalter in den Signalweg fummeln.
3. Die Integrationskondensatoren so groß wie möglich wählen.

Zu 1. Um zu erkennen, ob ein geringes Eingangssignal oder gar keins
      vorhanden ist, brauchst Du diese Info. Es sei denn, Du hast eine
      Art Enable-/Disable-Signal.
Zu 2. Behauptet der Komparator dass kein Signal anliegt, so musst Du
      den Integrationskondensator aus dem Signalzweig herausnehmen
      und isolieren. Sonst referiert er das Nix.
Zu 3. Da es immer noch keine idealen Schalter gibt, sollten die
      Kondensatoren mit möglichst viel Ladung arbeiten.

Irgendwie gilt hier das Prinzip des S&H.

Der Schwellwert für "An" und das, was das System am Ausgang liefert, 
wenn gerade nix los ist, ist ein weiteres Problem.

[Helmut S. (helmuts)]

> Irgendwie gilt hier das Prinzip des S&H.

Oh danke das hatte ich vergessen. Neben dem stoppen der Integration 
benötigt man am Gesamtausgang des PI-Reglers einen S&H (Sample and 
hold), weil ja in der Pause auch der P-Anteil gehalten werden muss.

[Christian (Gast)]

Das Signal Amplitude vorhanden bzw Pause steht als 1/0 Digitalsignal zur 
Verfügung.
Als OP kommt TLV2316 zur Anwendung. Allerdings Versorgung nur 3V3 und 
GND.

Die Idee die ganze Sache Digital anzugehen ist mir dann vorhin auch mal 
in den Sinn gekommen. Ist evtl auch echt die bessere Lösung. Auch im 
Hinblick auf die lange Hold Zeit.

Amplitude wird mit Klasse D verstärker erzeugt. Das Eingangssignal ist 
fest gespeichert. Deshalb kann ich nur an der Versorgungsspannung 
drehen.

Analogschalter soll der 1G66 sein.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Nee. Lasst den Intergrator doch einfach weiterlaufen. Wenn das 
Puls-Pausenverhaeltnis konstant(fest) ist, passt das schon. Denn dann 
ist das Integral proportional zum Signal waehrend des Pulses. Auch wenn 
da eine Pause drin ist.

[Christian (Gast)]

Kurze Rückmeldung.

Habe die Sache digital gelöst. Erstmal mit einem Arduino zum Probieren.
Läuft alles. War bestimmt auch einfacher als analog mit OPs.
Danke für die Inputs.

LG