Hallo zusammen, ich bin aktuell daran eine Pumpe über PWM mit einem PID-Regler zu regeln. Die Pumpe saugt Luft in einem Pneumatiksystem und dieser Luftstrom soll konstant gehalten werden. Gemessen wird der im System von der Pumpe erzeugte Unterdruck (z.B. -15mbar), dieser Unterdruck wird als Istwert verwendet auf den geregelt wird. Das funktioniert auch gut. Nun zu meinem Problem: Wird der Luftstrom nun von außen beeinflusst, z.B. es kommt ein zusätzlicher Druck am Eingang des Pneumatiksystems, steigt der Fluß, der eigentlich konstant gehalten werden soll. Durch den Anstieg des Flusses reduziert sich der Unterdruck, z.B. auf -10mbar, somit regelt der PID Regler die Pumpenleistung nach oben um wieder die -15mbar zu erreichen. Aber der Fluss ist ja schon durch die Störgröße erhöht. Umgekehrt, wird der Fluß gebremmst, fällt der Fluß, der Unterdruck steigt, die Pumpe wird zurückgeregelt. Ich hoffe mein Problem ist einigermaßen verständlich ;-) Meine Vermutung, es gibt keine Lösung für mein Problem und der Unterdruck ist für die Regelung dieser Störgrößen nicht geeignet. Liege ich da richtig? Oder lässt sich da Softwareseitig eine Lösung finden? Gruß Christian
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Vorneweg: ich habe in deinen Text ein paar Zeilenumbtüche eingefügt, dass nicht die Mobilgerätenutzer nur eien Textklotz vor sich haben. Chris S. schrieb: > dieser Luftstrom soll konstant gehalten werden. Gemessen wird der im System > von der Pumpe erzeugte Unterdruck (z.B. -15mbar) Ich entnehmen deinem Text, dass das die Regelung auf "konstanten Durchfluss" nur bei konstantem Druck von aussen funktioniert. Dann ist offenbar der Unterdruck kein brauchbarer Indikator für den Druchfluss...
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Lothar M. schrieb: > Ich entnehmen deinem Text, dass das die Regelung auf "konstanten > Durchfluss" nur bei konstantem Druck von aussen funktioniert. Dann ist > offenbar der Druck kein brauchbarer Indikator für den Druchfluss... Genau, die Störgrößen haben praktisch die falsche Polarität. Ich dachte ich stehe vielleicht auf dem Schlauch... Vermutlich geht das dann aber so nicht.
Chris S. schrieb: > Vermutlich geht das dann aber so nicht. Vermutlich geht das nur, wenn du den Differenzdruck zwischen außen und innen auswertest.
Andere Flow-Messung: https://www.te.com/content/dam/te-com/documents/sensors/global/te-app-note-ntc-for-gas-flow-measurement.pdf
Loco M. schrieb: > ...Flow-Messung: ...und diesen Messwert in die Regelung einbeziehen, Distortion feed forward. Also nicht "warten", bis sich ein Fehler aufgebaut hat. https://en.wikipedia.org/wiki/Feed_forward_(control) http://staff.ltam.lu/feljc/school/asser_t3/Methoden_der_Regelungstechnik_3.pdf
Chris S. schrieb: > Meine Vermutung, es gibt keine Lösung für mein Problem und der > Unterdruck ist für die Regelung dieser Störgrößen nicht geeignet. Um deinen Durchfluss konstant zu halten, könntest den den Druckabfall über einem Strömungswiderstand nutzen.
Regelgroße ist die Menge, die aber nicht als Messung zur Verfügung steht. Meßgröße ist daher der Vordruck. Stellgröße ist die Pumpendrehzahl. Störgröße ist die weitere Druckbeeinflussung im Behälter. Der Vordruck paßt nur unter konstanten (stationären) Randbedingungen zur Menge und wäre dann als Meßgröße geeignet. Die Störgröße verändert die Meßgröße und damit die Regelgröße bleibend. Du kannst versuchen, die Störgröße als D-Anteil aufzuschalten.Das klappt aber nur für kurzfristige Störungen. Du könntest besser die Differenz zwischen Vor- und Nachdruck als Meßgröße erfassen, wenn es irgendwie möglich ist, auch noch den Nachdruck zu erfassen. Gruß Micha
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Das ist doch daselbe wie mit einem Shunt-Regler (z.B. Z-Diode) in der Elektronik. Erhöht man die Eingangsspannung, drückt man mehr Strom über den Vorwiderstand rein, was tendenziell die Uz nach oben drücken würde. Stattdessen macht die Z-Diode auf, um mehr Strom abfließen zu lassen, damit Uz wieder runterkommt. Und damit befördert die Z-Diode zusätzlich den Stromfluß ... Wenn Du also den Strom (Fluß) konstant halten willst, mußt Du eben diese Größe regeln, und nicht die Spannung (Diff.-Druck). Oder Du mußt die Spannung (Druck) an den richtigen Stellen messen und regeln, die einen sinnvollen Zusammenhang zur Spannung/Fluß haben. Z.B. kannst Du den Diff.-Druck vor und nach einem Strömungswiderstand messen, bzw. die Diff. dazwischen konstant halten, und nicht die -15mBar zur Außenwelt. Das wäre dann das Analogon zur Konstantstromquelle - die mißt auch nur die Spannung über einen Meßwiderstand (=Strömungswiderstand), und hält diesen konstant.
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Chris S. schrieb: > Die Pumpe saugt Luft in einem Pneumatiksystem und dieser Luftstrom soll > konstant gehalten werden. Wenn die Pumpe saugt, dann saugt sie es irgendwo raus nicht rein. Wie definierst du Luftstrom, soll das die Geschwindigkeit sein oder geht es dir um die Luftmasse. Wenn du irgendeinen Druck konstant hältst, heißt das noch nicht, dass da irgendwo eine Strömung gleich bleibt. Für mich hört es sich so an, als ob du eine Luftmasse konstant halten willst, diese kannst du mit einem Luftmassenmesser messen und dann auch mit einer Regelung konstant halten. Da spielt es dann keinen Rolle, ob die Lufttemperatur sich verändert,irgendwo eine Querschnittsverengung eintritt dadurch die Strömungsgeschwindigkeit zu nimmt oder sich der Umgebungsdruck ändert. Du hast immer einen absoluten Wert nachdem du regeln kannst. Im einfachsten Fall wird das mit einer Konstantstromquelle gemacht die einen NTC oder PTC Widerstand bestromt der im Luftstrom sitzt, je nach Luftmasse ändert sich dann die Spannung die man über den Widerstand messen kann.
Geht über den Druck allenfalls mit Differenzdruckmessung über eine Drossel. Elektrisch wäre das ein Shunt. Oder halt Luftmengenmessung. Deine 15mBar sind quasi die Spannung auf einer Reihen- und Parallelschaltung von diversen Strömungswiderständen. Unbeeinflusst ergibt sich da ein konstante Volumenstrom. Wenn da aber jemand irgendwo reinbläst/raussaugt verschieben sich die Verhältnisse. Da müsste die Pumpe dann unter Umständen sogar Gegendruck erzeugen können.
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Das Ganze ist etwas komplizierter. Es gibt Pumpen, welche das Medium beschleunigen und welche die ein Volumen bewegen. Dazu das p/V Diagramm anschauen. Fluessigkeiten sind insofern einfacher, wie das Medium nicht kompressibel ist. Luft ist kompressibel. Das bedeutet, auch eine displacement (volumen) Pumpe pumpt das Volumen, welches zum Druck gehoert, auf Normalbedingungen bezogen. Ich wuerde schauen, ob die Groessen, welche reinspielen messbar sind. Dann mit einem Volumensensor, zB einem Konusrohr kalibrieren. Allenfalls nicht messbare Groessen mit einem Model simulieren und reinnehmen. Das nennt sich dann Regelkreis mit Beobachter und kann nicht mehr zwingend mit einem PID geregelt werden. Ich wuerd's zwar trotzdem versuchen
Du brauchst eine Messgröße die zu deinem gewünschten wert passt.
Chris S. schrieb: > ich bin aktuell daran eine Pumpe über PWM mit einem PID-Regler zu > regeln. > Die Pumpe saugt Luft in einem Pneumatiksystem und dieser Luftstrom soll > konstant gehalten werden. Vielleicht habe ich es überlesen. Beschreib doch mal konkret die Anwendung, die es mal werden soll oder ist. Es ist, wie schon häufig gesagt wurde, ein Unterschied, ob es sich um den Massestrom oder um den Volumenstrom handelt.
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