Regelungstechnik

Question 1

Bestandsteile eines Closed-Loop Regler

Answer 1

Gesteuerte Variable (Eingabe), Fehler, Regler, Plant und gemessene Variable (Ausgabe)

Question 2

Bestandsteile eines PID Regler:

Answer 2

• Proportionale Konstante: ein Gain das übersetzt die Eingabe zu einer Ausgabe.
• Integrale Konstante: Flächeninhalt unter dem Graphen einer Funktion. (Aufzeichnung der Vergangenheit aus dem Verhältnis einer Kurve)
• Derivative Konstante: momentare Änderungsrate (Vorsagen der Zukunft)

Question 3

Integral windup

Answer 3

• Der Aktuator ist nicht linear und kann die Ausgabe nicht weiter über eine Grenze hinaus wachsen / Saturation ist erreicht. (z.B. Motor kann nur bestimmte Geschwindigkeit erreichen, oder Batterie kann nur einen maximalen Strom erreichen).
• Steuerungssignal ist größer als saturiertes signal. Der Aktuator bleibt mit der gleichen Geschwindigkeit (1000 max, aber wir haben 1900 1800 usw. das heißt 1000 rpm).

Question 4

Wie kann man das Integral Windup verhindern?

Answer 4

Clamping:
* Grenze vor Saturation.
* Ist der Fehler positiv oder negativ?
– Integration an oder ausschalten .

Question 5

Zustandsraumsdarstellung eines E-Motors

Question 6

Zustandsraumsdarstellung eines Feder-Masse-Dämpfer Systems

Question 7

Laplace Transform eines Elektromotors

Question 8

Laplace Transform eines Feder-Masse-Dämpfer Systems

Question 9

Rauschen

Answer 9

• Rauschen hat normalerweise eine sehr höhe Frequenz und das ergibt eine sehr größe Differential Komponent.
• Entweder nimmt man die Amplitude, oder die Frequenz zu. Die Frequenz des Rauschens kann oft nicht gesteuert werden.

Question 10

Möglichkeiten zum Modellieren

Answer 10

• Differentiale Gleichungen.
• Zustandsraumsdarstellung.
• Laplace-Transformation.
  Gray Box:
• Eine den gennanten Transformationen, aber

Question 11

Wie kann man die Zustandsraumdarstellung kriegen?

Question 12

Was ist tuning?

Answer 12

Die Werte von den P-Verstärkung (Pp), Vorhaltzeit (Pd) und Nachstellzeit (Pi) einsetzen, damit das Modell gut reagieren kann.

Question 13

Welche Methoden zum Einstellung des Reglers sind vorhanden?

Answer 13

”* Komplexe Modelle: höhe Non-Linearität, viel Delay.
* Einfache Systeme:
- White Box: Pole Placement: Positionieren die Polen in Bildbereich.
- Gray Box:
– Modell: Experimente durchführen und die Werte von J, b und K herausfinden.
– Modell:
- Black Box:
– Heuristische Methode: Cohen Coon: Ein Step Signal eingeben und die Beantwortungszeit messen (Tini, T50% und Tsteady). Durch einige Formelle werden die Werte von Ks berechnet. “

Question 14

Effekte von Änderungen der Werten der Konstanten

Answer 14

”* P-Verstärkung ↑, Anstiegszeit ↓
* Nachstellzeit (Pi) ↑, Stationärer Vorgangsabweichung ↓
* Vorhaltzeit (Pd) ↑, Überschwingen ↓”

Question 15

Laplace Transformation

Answer 15

“Fourier-Transformation: Zweiseitig und Variable ist iw.
Laplace-Transformation: Einseitig und Variable ist s.
* Übersetzung von eine Differentialgleichung zu ein Polynom mit Variable s.”

Question 16

Verschiedene Möglichkeiten von Übersetzung eines Modells

Answer 16

”* Zustandsraumdarstellung
* Übertragungsfunktion (Laplace-Transformation)
* Differentialgleichung”