Diese Arbeit untersucht das Führungs- und Störverhalten des zeitdiskreten PI-Reglers und des zeitdiskreten Zustandsreglers mit Kompensation der Rechentotzeit für die Polvorgabe von zr1=0,5 und zr1=0, bei Änderung der Regelstrecken-Parameter der 1-Stromregelstrecke um ± 20%.
Ziel der Untersuchung ist festzustellen, welcher der beiden Regler empfindlicher auf die Veränderung der Regelstrecken-Parameter reagiert. Hierbei soll herausgefunden werden wie und in welchen Bereichen sich die Polstellen der Führungs- und Störübertragungsfunktion im Pol-Nullstellen Diagramm bewegen.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Aufgabenstellung
- MATLAB und Simulink
- MATLAB
- Simulink
- Die PT1 Stromregelstrecke
- Beschreibung der PT1 - Stromregelstrecke am Beispiel der Gleichstrommaschine für den Zeitbereich
- Beschreibung der Stromregelstrecke der Gleichstrom- und Synchronmaschine für den Zeitdiskreten-Bereich
- Stromregler-Entwurf nach dem Betragsoptimum
- Einstellparameter für den PI-Regler nach dem Betragsoptimum im Zeitkontinuierlichen-Bereich für die PT1-Stromregelstrecke mit Stromrichter als PT1-System
- Pol-Lage des geschlossenen Regelkreises mit dem PI-Regler
- Pol-Winkel und Dämpfungsfaktor
- Regelverhalten des PI-Reglers bei Führung und Störungen
- Regelverhalten des PI-Reglers bei Führung
- Fazit
- Regelverhalten des PI-Reglers bei Störungen und Störgrößenaufschaltung
- Fazit
- Herleitung des Zeitdiskreten PI-Reglers
- Einstellparameter für den Pl-Regler nach dem Betragsoptimum im Zeitdiskreten-Bereich für die PT1-Stromregelstrecke mit idealem Stromrichter
- Regelverhalten des Zeitdiskreten Pl-Regler bei Führung und Störungen
- Regelverhalten des zeitdiskreten Pl-Reglers bei Führungen
- Die Führungsübertragungsfunktion des geschlossenen Regelkreises mit dem Zeitdiskreten Pl-Regler
- Fazit
- Regelverhalten des zeitdiskreten Pl-Reglers bei Störungen und Störgrößenaufschaltung
- Fazit
- Regler-Windup und Stellgrößenbeschränkung
- Zeitdiskreter PI-Regler mit Anti-Windup-Struktur
- Zeitdiskreter Zustandsregler mit Kompensation der Rechentotzeit eines Abtastintervalls
- Regelverhalten des Zeitdiskreten Zustandsregler mit Rechentotzeit bei Führung und Störungen
- Regelverhalten des Zeitdiskreten Zustandsregler mit Rechentotzeit bei Führung
- Die Führungsübertragungsfunktion des geschlossenen Regelkreises mit dem Zeitdiskreten Zustandsregler mit Rechentotzeit
- Fazit
- Regelverhalten des Zeitdiskreten Zustandsregler mit Rechentotzeit bei Störungen und Störgrößenaufschaltung
- Fazit
- Zeitdiskreter Zustandsregler mit Anti-Windup-Struktur
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion und Störübertragungsfunktion bei Veränderung der Regelstrecken-Parameter der PT1-Stromregelstrecke im zeitdiskreten-Bereich
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion und Störübertragungsfunktion mit den zeitdiskreten PI-Regler bei Veränderung der Regelstrecken-Parameter der PT1-Stromregelstrecke um +20%
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz bei Änderung von Ra und La um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz bei Änderung von La um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz bei Änderung von Ra um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion Guiz bei Änderung von Ra und La um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion Guiz bei Änderung von La um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion und Störübertragungsfunktion mit den zeitdiskreten Zustandsregler mit Rechentotzeit bei Veränderung der Regelstrecken-Parameter der PT1-Stromregelstrecke
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz für die Polvorgabe zR1 = 0.5 bei Änderung von Ra und La um +20
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion Guiz bei Änderung von Ra um + 20%
- Fazit
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz für die Polvorgabe zR1 = 0.5 bei Änderung von La um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz für die Polvorgabe zR1 = 0.5 bei Änderung von Ra um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz für die Polvorgabe ZR1 = 0 bei Änderung von Ra und La um F20
- Fazit
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz für die Polvorgabe ZR1 = 0 bei Änderung von La um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion Gwz für die Polvorgabe zR1 = 0 bei Änderung von Ra um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion GUiz für die Polvorgabe zR1 = 0.5 bei Änderung von Ra und La um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion Guiz für die Polvorgabe ZR1 = 0.5 bei Änderung von La um F20%
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion Guiz für die Polvorgabe zR1 = 0.5 bei Änderung von Ra um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion Guiz für die Polvorgabe ZR1 = 0 bei Änderung von Ra und La um F20%
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion GUiz für die Polvorgabe ZR1 = 0 bei Änderung von La um +20%
- Fazit
- Lage der Pole der Stör-Übertragungsfunktion GUiz für die Polvorgabe ZR1 = 0 bei Änderung von Ra um +20%
- Fazit
- Direkter Vergleich der Führungsübertragungsfunktion zwischen den zeitdiskreten PI-Regler und den zeitdiskreten Zustandsregler mit Kompensation der Rechentotzeit bei Veränderung der Regelstrecken-Parameter der PT1-Stromregelstrecke
- Gesamtfazit
- Matlab-Programme zu Kapitel 6
- Abbildverzeichnis
- Literaturverzeichnis
- Analyse des Führungs- und Störverhaltens von PI- und Zustandsreglern
- Untersuchung der Empfindlichkeit der Regler auf Parameteränderungen in der PT₁-Stromregelstrecke
- Beurteilung der Auswirkungen von Parameteränderungen auf die Polstellen der Führungs- und Störübertragungsfunktionen
- Vergleich des Regelverhaltens der beiden Reglertypen
- Anwendung von MATLAB und Simulink zur Simulation und Analyse der Regelstrecken
- Einleitung: Die Arbeit führt in die Thematik ein und beschreibt die Zielsetzung der Untersuchung.
- Aufgabenstellung: Die Aufgabenstellung definiert die zu untersuchenden Regler und die zu analysierende Regelstrecke.
- MATLAB und Simulink: Es werden die verwendeten Softwaretools MATLAB und Simulink vorgestellt.
- Die PT1 Stromregelstrecke: Die PT1-Stromregelstrecke wird anhand des Beispiels einer Gleichstrommaschine im Zeitbereich und im Zeitdiskreten-Bereich beschrieben.
- Stromregler-Entwurf nach dem Betragsoptimum: Die Arbeit analysiert den Entwurf eines PI-Reglers nach dem Betragsoptimum für die PT1-Stromregelstrecke. Es werden die Pollage, der Polwinkel, der Dämpfungsfaktor und das Regelverhalten des PI-Reglers bei Führung und Störungen untersucht.
- Herleitung des Zeitdiskreten PI-Reglers: Die Arbeit leitet den zeitdiskreten PI-Regler her und analysiert sein Regelverhalten bei Führung und Störungen, einschließlich Regler-Windup und Stellgrößenbeschränkung.
- Zeitdiskreter Zustandsregler mit Kompensation der Rechentotzeit eines Abtastintervalls: Die Arbeit beschreibt den Entwurf und das Regelverhalten eines zeitdiskreten Zustandsreglers mit Kompensation der Rechentotzeit bei Führung und Störungen.
- Lage der Pole der Führungsübertragungsfunktion und Störübertragungsfunktion bei Veränderung der Regelstrecken-Parameter der PT1-Stromregelstrecke im zeitdiskreten-Bereich: Es wird die Lage der Pole der Führungs- und Störübertragungsfunktionen beider Reglertypen bei Veränderungen der Regelstrecken-Parameter untersucht. Der Fokus liegt auf der Analyse der Auswirkungen von Parameteränderungen auf die Pollage im Pol-Nullstellen-Diagramm.
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Studienarbeit analysiert das Führungs- und Störverhalten zweier Reglertypen - einem zeitdiskreten PI-Regler und einem zeitdiskreten Zustandsregler mit Kompensation der Rechentotzeit - für eine PT₁-Stromregelstrecke. Die Hauptaufgabe besteht darin, die Empfindlichkeit beider Regler auf Veränderungen der Regelstrecken-Parameter zu untersuchen. Im Fokus der Analyse steht die Ermittlung der Polstellen der Führungs- und Störübertragungsfunktionen und deren Verhalten im Pol-Nullstellen-Diagramm.
Zusammenfassung der Kapitel
Schlüsselwörter
Zeitdiskrete Regelung, PI-Regler, Zustandsregler, PT₁-Stromregelstrecke, Parameteränderung, Pollage, Führungsübertragungsfunktion, Störübertragungsfunktion, Regelverhalten, MATLAB, Simulink, Rechentotzeit, Pol-Nullstellen-Diagramm.
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- Quote paper
- Ersan Ibrahimi (Author), 2019, Untersuchung des Führungs- und Störverhalten mit einem zeitdiskreten PI-Regler und mit einem zeitdiskreten Zustandsreglers, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1330392
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