Fahrzeugmechatronik Masterstudiengang M 3.1 Modellbildung und Regelung. Labor für Automatisierung und Dynamik AuD FB 03MB C 1 2. Kesseldruck.

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Fahrzeugmechatronik Masterstudiengang M 3.1 Modellbildung und Regelung. Labor für Automatisierung und Dynamik AuD FB 03MB C 1 2. Kesseldruck."

Ralph Flater
vor 6 Jahren
Abrufe

1 C C h i zu h Abb. Hydraulisches PT -System R R i ab Eingangsdruck u Drossel (z.. Zuleitung) Strömungswiderstand R Strömungswiderstand R Kesseldruck x Kessel Kapazität C Kesseldruck x Kessel Kapazität C Abb. Pneumatisches PT -System Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

2 u(t) K =, K, T T K =, T Realer Prozeß Parallelmodell im Rechner K, T ^ ^ e (t) Abb. 3 Regelstrecke mit Parallelmodell Abb. 4 Reaktion der Zustandsgrößen auf eine impulsförmige Störung am Eingang des ersten PT -Systems Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

3 u(t) K =, K, T T Realer Prozeß Parallelmodell im Rechner K, T ^ K =, T ^ e (t) g * g * Abb. 5 Geregeltes Parallelmodell - "Luenberger eobachter" Abb. 6 Prozeß- und Modell-Zustandsgrößen und eobachtungsfehler Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

4 u(t) x(t) x(t) C y(t) A G u(t) H x(t) ^ x(t) ^ F Abb. 7 Realer Prozeß mit Luenberger eobachter in allgemeinster Darstellung Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

5 u(t) x(t) x(t) C y(t) A _ x(t) ^ x(t) ^ C y(t) ^ _ A e (t) G Abb. 8 Luenberger eobachter, lockschaltbild unter erücksichtigung der estimmungsgleichungen. Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

6 u(t) Luenberger eobachter K, T ^ K =, T ^ e (t) g T g T Abb. 9 Detailliertes Schaltbild des Luenberger eobachters für den speziellen Fall einer PT-Strecke Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

7 Regelgröße Führungsgröße w e Regler Störgröße z u R u IT -Strecke y Abb. 0 Aufschaltung einer gemessenen Störung ẑ mit negativem Vorzeichen Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

8 U(s) Z(s) Strecke G S () s Y(s) Luenberger eobachter Parallelmodell G S () s Y(s) ^ E (s) Abb. Vereinfachter Luenberger eobachter und Erweiterung durch ein dynamisches System zur Erzeugung einer Störung ẑ gleicher Art, wie die reale Störung z Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

9 Z(s) Strecke (Prozeß) G S () s Y(s) Abb. Umzeichnen des lockschaltbilds zur Aufstellung der Störungs-Übertragungsfunktion G Z = Ẑ ( s ) Z ( s ) Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

10 de Anregende Auslenkung u m Auslenkung x f d c Abb. 3 Grundstruktur für das mechanisches Modell eines sinusförmigen Störers u. u K D ω 0.. x ẋ x D ω 0 ω 0 Abb. 4 lockschaltbild der Differentialgleichung des Feder-Masse- Dämpfer-Schwingers, angeregt durch die Änderungsgeschwindigkeit der Auslenkung u Prof. Dr. Englberger, Prof. Göhl, Prof. Dr. Höcht, Prof. Dr. Peczkowski, Prof. Dr. Schuster, Prof. Dr. Selting, Prof. Dr. Tapavicza L

11 a/d f/hz Abb. andpässe mit gleicher Mittenfrequenz 0.Hz, jedoch unterschiedlichen andbreiten 0.4Hz und 0.8Hz Abb. Sinussignalsprung bei ω = 0.08 sec Abb. 3 Sinussignalsprung bei ω = 0.04sec Prof. Dr. Höcht / :4 Folien_Störbeobachter_Regelung

12 E (s) Abb. 4 + Mitkopplung andpaß G (s) P ^ Z(s) X (s) E + Mitkopplung Tiefpaß G (s) Ungedämpfte Systeme durch positive Rückkopplung TP X (s) A Abb. 5 Sinus-Sprungantwort bei einer andbreite von ω= π 0.04 sec Abb. 6 Dgl., jedoch bei doppelter andbreite Prof. Dr. Höcht / :4 Folien_Störbeobachter_Regelung

13 Anregungs-Kreisfrequenz: ω = π 0. sec Zeitkonstanten der PT -Glieder : T =.0 sec, Übertragungsfaktor: K = Abb. 7 PT -Strecke, angeregt durch eine sinusförmige Störgröße z am Streckeneingang (ildschirmkopie von dsys) Abb. 8 Antwort des PT -Systems auf die Anregung durch einen sinusförmigen Störer z Prof. Dr. Höcht 3/ :4 Folien_Störbeobachter_Regelung

14 Rückführverstärkung des eobachters: g * = 5 Abb. 9 Strecke mit vereinfachtem (einschleifigen) Luenberger eobachter.0 z(t) 0.5 y(t) 0.0 e (t) Abb. 0 Sinusförmige Anregung z(t), Streckenausgang y(t) und eobachterfehler e b (t) Prof. Dr. Höcht 4/ :4 Folien_Störbeobachter_Regelung

15 ẑ Störmodell: Mittenfrequenz: ω 0 = π 0. sec andbreite: ω = π 0. sec Abb. Ergänzung des Luenberger eobachters durch ein Störmodell - Aufschaltung der Modellstörgröße ẑ () t auf den Eingang des Luenberger Streckenbeobachters z(t) y(t) ^z(t) e (t) Abb. Einschwingvorgang der Modellstörgröße ẑ Prof. Dr. Höcht 5/ :4 Folien_Störbeobachter_Regelung

16 K z Abb. 3 Direktes Aufschalten der Modellstörgröße auf die Strecke mit negativem Vorzeichen, zunächst K z = z(t) y(t) ^z(t) e (t) Abb. 4 Durch Aufschalten der Modellstörgröße ẑ mit Verstärkung K z auf den Prozeß wird die Auswirkung beim Streckenausgang halbiert Prof. Dr. Höcht 6/ :4 Folien_Störbeobachter_Regelung

17 z(t) y(t) ^z(t) e (t) Abb. 5 Vergrößerung der Verstärkung K z der Modellstörgröße auf 3 - Reduktion der Störwirkung auf den Streckenausgang auf ein Viertel z(t) y(t) ^z(t) Abb e (t) Verringerung der andbreite des Störmodells von ω = π 0. sec auf π 0.05 sec Prof. Dr. Höcht 7/ :4 Folien_Störbeobachter_Regelung

18 z(t) y(t) ^z(t) e (t) Abb. 7 Verstärkung des Modellsignals um K z = 30 Reduktion der Störwirkung von z auf weniger als den dreißigsten Teil Prof. Dr. Höcht 8/ :4 Folien_Störbeobachter_Regelung

Ähnliche Dokumente

Fakultät Grundlagen. Februar 2016

Fakultät Grundlagen. Februar 2016 Schwingungsdifferenzialgleichung Fakultät Grundlagen Hochschule Esslingen Februar 016 Fakultät Grundlagen Schwingungsdifferenzialgleichung Übersicht 1 Schwingungsdifferenzialgleichung Fakultät Grundlagen