DE19738824A1 - Regler mit nachgiebiger Rückführung - Google Patents
Regler mit nachgiebiger RückführungInfo
- Publication number
- DE19738824A1 DE19738824A1 DE1997138824 DE19738824A DE19738824A1 DE 19738824 A1 DE19738824 A1 DE 19738824A1 DE 1997138824 DE1997138824 DE 1997138824 DE 19738824 A DE19738824 A DE 19738824A DE 19738824 A1 DE19738824 A1 DE 19738824A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- model
- output signal
- output
- fed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
- G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung eines Reglers mit nach
giebiger Rückführung.
Solche Schaltungsanordnungen sind aus der EP 0 692 752 A1 bekannt. Sie ermögli
chen auch bei instabilen und stark schwingenden Regelstrecken höherer Ordnung
ein stabiles Regelverhalten.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die in der genannten Druckschrift be
schriebene und dort in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung, die ein einziges
Modell in der Rückführung beinhaltet.
Diese bekannte Schaltungsanordnung ist hier in Fig. 9 wiedergegeben. Fig. 9
zeigt eine Regelkreisstruktur mit einer Regelstrecke S, an deren Ausgang die Re
gelgröße y abgegriffen und zu einer ersten Subtraktionsstelle 4 geführt ist. Ein erster
Regler R1d, der ein konventioneller Regler mit z. B. PI- oder PID-Verhalten sein
kann, liefert eine Stellgröße ud, die auf eine negative Rückführung mit einem Modell
M3 führt. Das Ausgangssignal des Modells M3 wird an einer Subtraktionsstelle 5
vom Ausgangssignal yF eines Filters F subtrahiert. Ausgangssignal der Subtrakti
onsstelle 5 ist die Regelabweichung ed, die Eingangssignal des ersten Reglers R1d
ist.
Eine Führungsgröße w ist über eine Stelle 3 einer Subtraktionsstelle 6 zugeführt, an
der das Ausgangssignal y1w eines Modells M1w subtrahiert wird. Die so gebildete
Regelabweichung ew ist einem Regler R1w zugeführt. Dessen Ausgangssignal uw ist
Eingangssignal des Modells M1w und wird an einer Additionsstelle 8 zum Aus
gangssignal ud des ersten Reglers R1d addiert zur Bildung einer Stellgröße u, die an
einer Additionsstelle 7 mit einer Störgröße d verknüpft wird zur Bildung des Ein
gangssignals der Regelstrecke S. Das Ausgangssignal y1w des Modells M1w ist
über ein Totzeitglied e-std zur Subtraktionsstelle 4 geführt.
Bezüglich des Modells M3 ist in der EP 0 692 752 A1 lediglich ausgeführt, daß es
Modelle M1 und M2 ersetze und eine stabile Übertragungsfunktion aufweise. Die
Übertragungsfunktion des ersten Modells (M1) ist der M1-Teil der approximierenden
Übertragungsfunktion M1(s).e-std ≅S(s), wobei S(s) die exakte Übertragungsfunkti
on der Regelstrecke (S) und td die Totzeit ist. Das Ausgangssignal (y2) des zweiten
Modells (M2) ist mit positiver Wirkung rückgeführt, wobei die Übertragungsfunktion
(M2) des zweiten Modells (M2) die beste Approximation der Übertragungsfunktion
S(s) ist, so daß im Beharrungszustand des Regelkreises (S, R1d) die Summe der
negativen und der positiven Rückführung Null ist. Somit ist M3(s)=M1(s)-S(s).F(s).
Es bereitet dem Fachmann kein besonderes Problem, das dort benutzte und oben
bereits genannte einzige Modell M3 mathematisch auszulegen, so lange die Regel
strecke nicht besonders träge ist, gegebenenfalls sogar mit Totzeiten behaftet ist.
Bekannt sind außerdem Schaltungsanordnungen oder Regelkreisstrukturen, die als
Smith-Prädiktor bezeichnet sind. Eine solche Schaltungsanordnung oder Regel
kreisstruktur ist beispielsweise aus atp-Automatisierungstechnische Praxis 36 (1994)
1, Seiten 46 bis 52, insbesondere Bild 3 bekannt. In dieser Veröffentlichung sind
auch die generellen Vorteile eines Smith-Prädiktors gegenüber Standardreglern bei
Regelstrecken mit dominierender Totzeit angesprochen, sowie einige Möglichkeiten
zur Erweiterung der Schaltung, um ein besseres Störverhalten - jedoch nur bei meß
baren Störgrößen - zu erzielen.
Aus Proceedings of the 8th Triennial World Congress of the International Federation
of Automatic Control, Bd. 1, August 1981 Kyoto JP, Seiten 109 bis 115, K. Wata
nabe et al. "Modified Smith predictor control for multivariable systems with multiple
delays subject to unmeasureable disturbances" ist ein modifizierter Smith-Regler für
mehrdimensionale Regelstrecken n-ter Ordnung mit unterschiedlichen Totzeiten be
kannt. Die Modifikation besteht in der Verwendung eines Blockes M(s), dessen Zeit
verhalten mit einer Übertragungsmatrix der Dimension (m × m) gegeben ist. Sein
Eingangssignal stellt die Differenz der Regelgrößen und der Ausgangssignale des
zweiten Regelstrecken-Zustandsmodells, d. h. mit Totzeit dar. Neben dem Ausgang
des ersten Regelstrecken-Zustandsmodells, d. h. ohne Totzeit wird der Ausgang des
Blocks M(s) am Eingang des Reglers aufgeschaltet. Es wird im allgemeinen als er
stes Regelstrecken-Zustandsmodell ein Modell höherer als erster Ordnung verwen
det. Hierdurch entsteht ein Instabilitätsproblem des inneren Regelkreises. Der daher
nicht als PI, sondern als PID-Typ ausgeführt werden muß. Wenn nicht sogar eine
Adaptation der Reglerparameter erfolgen muß, damit die notwendige Robustheit er
zielt wird. Anhand einer Polvorgabe der Übertragungsfunktion der Matrix M(s) soll
eine Beschleunigung des Regelprozesses beim Eintritt einer Regelgröße-Störung
erzielt werden. Es werden im Aufsatz nur asymptotisch stabile Regelstrecken vor
ausgesetzt.
Im Aufsatz Proceedings of the American Control Conference, Boston US, Bd. 3, 26.
Juni 1991, Seiten 2800 bis 2805, E. K. C. Lau et al "Experimental evaluation of a
Kalman filter based multistep adaptive predictive controller" wird ein adaptiver Reg
ler in der Z-Transformation beschrieben, der auf einem modifizierten Kalman-Filter
basiert. Die Filterkoeffizienten werden so eingestellt, daß der Prädiktionsfehler bei
dem vorhandenen Rauschen der Regelgröße und bei der sich ändernden Totzeit
minimal wird. Es wird gezeigt, daß der Prädiktionsfehler bei der minimalen Varianz
zwar größer gegenüber dem optimalen Fall ist, aber der Verlauf der ganzen Varianz
dabei flacher ist, wodurch eine größere Robustheit erreicht wird. Das Verhalten bei
astatischen und instabilen Regelstrecken wird nicht erwähnt.
Die Regelgüte hängt weitgehend von der Übereinstimmung des Streckenmodells im
Regler mit dem tatsächlichen Streckenverhalten ab. Die bekannte modifizierte
Smith-Schaltung läßt sich problemlos verwenden bei stabilen Regelstrecken, d. h.
bei aperiodischen (S-)Regelstrecken mit oder ohne Totzeit und beliebiger Ordnung
oder bei schwach schwingenden Regelstrecken mit Ausgleich.
Die in der EP 0 692 752 A1 angegebenen Schaltungsanordnungen mit nachgiebigem
Regler weisen dagegen auch bei stark schwingenden, bei astatischen oder sogar
bei instabilen Regelstrecken ein gutes Regelverhalten auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Strukturen für ein einziges Mo
dell in der Rückführung, sowie Schaltungsanordnungen mit einem solchen Modell
anzugeben, mit denen auch im Fall sehr träger Regelstrecken gute Regeleigen
schaften erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch mehrere, in den Patentansprüchen angegebene Schal
tungsvarianten gelöst.
Diese Schaltungsvarianten und ihre Vorteile werden nachstehend anhand von
Zeichnungsfiguren erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Schaltungsvariante mit einem Modell, das eine innere
Rückführung aufweist,
Fig. 2 eine zweite Schaltungsvariante, bei der die in Fig. 1 benutzte Modell
struktur als Beobachterstruktur eingesetzt ist,
Fig. 3 und 4 Darstellungen zu den Regeleigenschaften der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnungen,
Fig. 5 eine zur Fig. 1 alternative Struktur des Modells, die eine Totzeitglie
derkette enthält,
Fig. 6 eine Darstellung des Vorgehens bei der Auslegung der einzelnen Tot
zeiten der Anordnung gemäß Fig. 5,
Fig. 7 eine weitere, zur Fig. 1 alternative Struktur des Modells, wobei eine
Kette von Gliedern mit dynamischem Verhalten vorhanden ist,
Fig. 8 korrespondierend zu Fig. 7 das Vorgehen bei der Auslegung der Pa
rameter und Koeffizienten des Modells, und
Fig. 9 eine Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik.
Fig. 1 zeigt eine Regelkreisstruktur mit einer Regelstrecke S, an deren Ausgang
die Regelgröße y abgegriffen und einem Filter F zugeführt ist. Das Filter F ist ein
Proportional-Differential-Glied mit der Übertragungsfunktion F=1+TD.s. TD hängt von
der Regelstrecke S ab.
An der ersten Additionsstelle 1 wird das Ausgangssignal yF des Filters F von dem
Sollwert w1 subtrahiert. Es ist auch möglich, den Sollwert als Sollwert w0 dem Regler
R direkt zuzuführen, z. B. im Fall eines Reglers mit I-Kanal zum Eingang seines
I-Kanals. Außerdem wird an der ersten Additionsstelle 1 ein Ausgangssignal ym ei
nes Modells M subtrahiert zur Bildung einer Regelabweichung e, die dem Regler R
zugeführt ist. Das Ausgangssignal des Reglers R ist als Stellgröße u einer zweiten
Additionsstelle 2 zugeführt, an der durch Verknüpfung mit einer Störgröße d das
Eingangssignal der Regelstrecke S gebildet wird. Die Stellgröße u ist außerdem
einzige Eingangsgröße des Modells M.
Das Modell M enthält eine Kette von Gliedern G1 bis GN mit dynamischem Verhalten.
Die Glieder G1 bis GN können ein PT1-Verhalten haben oder es können reine Tot
zeitglieder sein, also Gi(s)=e-tdi.s oder
Dem ersten Glied G1 ist ein
Signal y0 über eine Additionsstelle 4.1 zugeführt. Das Signal y0 ist an einer Additi
onsstelle 3 gebildet durch Addition der Stellgröße u und des Ausgangssignals eines
Glieds G0 mit integralem Verhalten, also eines Glieds ohne Ausgleich. Das Ein
gangssignal des Glieds G0 ist gebildet durch ein inneres Rückführungssignal y2,
dessen Vorzeichen an einer Stelle 6 wechselt, und das mit einem Koeffizienten h0
multipliziert ist. Das negative Signal y2 ist außerdem, jeweils multipliziert mit Koeffi
zienten h1 bis hN über Additionsstellen 4.1 bis 4.N den Gliedern G1 bis GN zugeführt.
Die empfohlene Einstellung der Koeffizienten h ist im Fall der PT1-Glieder
i=1 bis N und im Falle der Totzeit-Glieder hj=1, j=0 bis N. Den Additionsstellen 4.2
bis 4.N ist außerdem jeweils das Ausgangssignal des in der Kette vorausgehenden
Glieds G1 bis GN-1 zugeführt (GN-1 ist in Fig. 1 nicht gezeigt).
Das innere Rückführungssignal y2 ist gebildet durch die Summe
der mit
Gewichtsfaktoren r1 bis rN gewichteten Ausgangssignale der Glieder G1 bis GN durch
Summierung mittels Additionsstellen 5.2 bis 5.N. Das innere Rückführungssignal y2
strebt gegen Null. Im Beharrungszustand wird der Wert des Signals y2 durch das
Glied G0 exakt auf Null eingestellt.
Das Ausgangssignal yM des Modells M ist gebildet durch die Summe
der
mit Koeffizienten k1 bis kN gewichteten Ausgangssignale der Glieder G1 bis GN und
des mit einem Koeffizienten kF gewichteten negativen inneren Rückführungssignals
Die Arbeitsweise und die Regeleigenschaften der in Fig. 1 gezeigten Schaltungs
anordnung werden anhand der Fig. 3 und 4 erläutert.
Fig. 4 zeigt einen Regelvorgang, bei dem eine Regelstrecke mit einem astatischen
(ohne Ausgleich), mit einer Verzugszeit Tp verzögerten Verhalten und mit einer Tot
zeit Td auf einen Sollwert w1 zu regeln ist.
Fig. 3 bezieht sich auf dieselbe Regelstrecke wie Fig. 4 und zeigt das Stellverhal
ten der Regelstrecke anhand der Sprungantwort y=S.u, wobei S die Übertragungs
funktion der Regelstrecke und u deren Stellgröße sind.
In Fig. 3 ist außerdem die Sprungantwort yM=M.u dargestellt, wobei M die Übertra
gungsfunktion des Modells M ist.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Antwort y1 des Modells M unmittelbar nach einem
Sprung der Stellgröße u steigt und dann gegen Null strebt, so daß sie nach einer
Zeit t<T zu Null wird.
In Fig. 3 ist auch das Ausgangssignal yF=F.y des Filters F eingetragen. Eine Be
trachtung der Verläufe yM und yF nach einem Sprung der Stellgröße u erleichtert das
Verständnis des in Fig. 4 gezeigten Regelvorganges.
Fig. 4 bezieht sich auf einen Regelvorgang, bei dem ein proportionaler Regler R
mit einem Verstärkungsfaktor Kp=1 eingesetzt ist. Der Einfachheit halber wird der
Fall d=0 betrachtet, bei dem also die Eintritts-Störgröße d ohne Einfluß auf die Re
gelgröße y ist. Der Regelkreis befindet sich zunächst in einem Aus
gangs-Beharrungszustand, wofür die Stellgröße u=0 sein muß. Die Regelgröße y ist
daher konstant und gleicht dem Sollwert w1=w10.
In Fig. 4 ist angenommen, daß der Sollwert sich sprungförmig von w1=w10 auf
w1=w11 erhöht. Dadurch springt die Stellgröße u im Zeitpunkt 0 um einen der Diffe
renz w11-10 entsprechenden Wert.
Aus Fig. 4 ist deutlich ablesbar, daß das vom Modell M gebildete Signal yM verzö
gerungsfrei ansteigt, also gleich vom Nullpunkt an. Es tritt dabei nicht die Verzöge
rung td ein, die der Regelstrecke eigen ist, wie durch die Totzeit Td und die Verzugs
zeit Tp, sowie den Verlauf der Regelgröße y dargestellt ist.
Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß die Summe yM+yF ein exponentiell
steigendes Signal am Reglereingang darstellt, das den Wert des Sollwerts w1=w11 im
neuen Beharrungszustand erreicht. Da die Regelabweichung e im neuen Behar
rungszustand (yM=w11) zu Null wird, wird auch die Stellgröße u Null. Da somit ein
neuer Beharrungszustand erreicht ist, ist die Bedingung einer astatischen Regelung
erfüllt.
Würde man anstelle eines P-Reglers einen PI-Regler einsetzen, würde der Regel
vorgang qualitativ betrachtet identisch verlaufen; quantitativ betrachtet würde er je
nach Parametereinstellung eine längere oder kürzere Zeit dauern.
Die Fig. 3 und 4 gelten auch für die Schaltungen gemäß Fig. 5 und Fig. 7. Für
die Schaltung gemäß Fig. 2 gilt: yE=yM+yF.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Modells M. Die Schal
tungsanordnung dieser zweiten Modellvariante enthält eine Kette von Totzeitglie
dern 51.1 bis 51.N+1 und ein Integralglied 52 als wesentliche Glieder dieser Struk
tur.
Die Übertragungsfunktion des Integralgliedes 52 ist 1/Ts.
Die Totzeitglieder 51.1 bis 51.N+1 mit den Totzeiten niτ haben die Übertragungs
funktion e-niτs mit i=1 bis N+1.
Am Eingang des Integralglieds 52 sind folgende Signale aufgeschaltet:
- a) Differenzen der jeweiligen Ein- und Ausgangssignale der Totzeitglieder 51.1 bis 51.N, die an Additionsstellen 53.1 bis 53.N gebildet werden, mit Koeffizien ten k1 bis kN multipliziert werden, und an Additionsstellen 54.1 bis 54.N-1 auf summiert werden, wobei das Ausgangssignal des Totzeitglieds 51.N über ein Glied GN mit dynamischem Verhalten zur Additionsstelle 53.N geführt ist, und
- b) das Ausgangssignal des Totzeitglieds 51.N+1, das über ein Glied GN+1 mit ei nem dynamischen Verhalten geführt ist, mit einem Koeffizienten kN+1 multipli ziert wird und an einer Additionsstelle 55 vom Ausgangssignal des Inte gralglieds 52 subtrahiert wird, und das so gebildete Ausgangssignal yM mit ei nem Koeffizienten k multipliziert auf die Additionsstelle 54.1 rückgeführt und dort subtrahiert wird.
Fig. 6 zeigt anhand des Verlaufs des Modell-Ausgangssignals yM das Vorgehen bei
der Auslegung der einzelnen Totzeiten niτ, der Koeffizienten k1, und der Parameter
der Glieder GN und GN+1, um ein gewünschtes dynamisches Verhalten des Modells
M bezüglich einer genau zu realisierenden vorgegebenen Übertragungskurve der
nachgiebigen Rückführung zu erreichen.
Fig. 7 zeigt eine dritte Variante zur Ausführung des Modells M. Sie enthält eine
Kette von Gruppen G1 bis GN der Zeitglieder mit dynamischem Verhalten. Dazu
parallel ist noch ein Zweig mit zwei nacheinander geschalteten Gliedern, nämlich
einem Totzeitglied e-tds und ein Glied GN+1 mit dynamischem Verhalten. Auf den Eingang beider Zweige ist die Stellgröße u geführt.
einem Totzeitglied e-tds und ein Glied GN+1 mit dynamischem Verhalten. Auf den Eingang beider Zweige ist die Stellgröße u geführt.
Das Ausgangssignal yM ist gebildet durch die an Additionsstellen 71.2 bis 71.N ge
bildete Summe der mit Koeffizienten k1 bis kN gewichteten Ausgangssignal y1 bis yN
der Gliedergruppen G1 bis GN und des mit dem Koeffizienten kN+1 gewichteten Aus
gangssignals yN+1 des Glieds GN+1.
Fig. 8 zeigt das Vorgehen bei der Auslegung der Parameter der einzelnen Glieder
G1 bis GN+1 oder Gruppen von Gliedern mit dynamischem Verhalten, der Totzeit td
und der Koeffizienten k1. Eine zu realisierende Sprungantwort des Modells M wird
durch die Einstellung der Koeffizienten K1 approximiert. Die Glieder mit dem dynami
schen Verhalten können entweder PT1-Verhalten haben oder können auch reine
Totzeitglieder sein.
Die in den Fig. 5 und 7 gezeigten Varianten des Modells M enthalten im Gegen
satz zu dem gemäß Fig. 1 benutzten Modell keine modellinnere Rückführung. Die
Modellvarianten gemäß den Fig. 5 und 7 werden durch Anordnung einer Kette
von PT1-Gliedern bzw. Totzeitgliedern realisiert. Die Approximation der Sprungant
wort des Modells auf die Stellgröße u, also die Übertragungskurve der nachgiebigen
Rückführung des Reglers erfolgt durch die Koeffizienteneinstellung. Im Beharrungs
zustand wird das Ausgangssignal des Modells zu Null.
Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem Beobachter E. Der Beobachter E
hat dieselbe innere Struktur wie das Modell M gemäß Fig. 1. Abweichend von der
Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ist jedoch das Ausgangssignal yF des Filters
auf die Additionsstelle 6 geführt, statt zur Additionsstelle 1. Auch der Beobachter E
arbeitet mit innerer Rückführung, hat aber im Gegensatz zum Modell M zwei Ein
gänge.
Mit dem Beobachter E wird also nicht die Regelgröße y selbst, sondern die gefilterte
Regelgröße beobachtet. Das innere Signal y2 der Regelgröße gleicht im Behar
rungszustand der Regelgröße y, wodurch auch das Beobachter-Ausgangssignal
yE=y wird. Im Beharrungszustand gilt nämlich
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung,
- a) die in einem Regelkreis mit einer Regelstrecke (S) mit der Regelgröße (y) als Ausgangssignal,
- b) einen Regler (R) mit nachgiebiger Rückführung aufweist, wobei die Rückführung ein Modell (M) enthält, dessen Eingangssignal die vom Regler (R) ausgegebene Stellgröße (u) ist, und dessen Ausgangssignal (YM) einer ersten Additionsstelle (1) zugeführt ist, der außerdem ein mittels eines Filters (F) aus der Regelgröße (y) gebildetes und gefiltertes Signal (yF) zuge führt ist, und eine Führungsgröße (w1) zuführbar ist, und an der eine dem Regler (R) zugeführte Regelabweichung (e) gebildet ist, und wobei
- c) das Modell (M) eine Kette von Gliedern (G1 bis GN) mit dynamischem Verhal ten enthält, deren Ausgangssignale (y1 bis yN) jeweils mit Gewichtsfaktoren (r1 bis rN) gewichtet und mittels Additionsstellen (5.2 bis 5.N) zu einem inne ren Rückführungssignal (y2) summiert sind,
- d) im Modell (M) das Rückführungssignal (y2) als negative Rückführung jeweils mit Koeffizienten (h1 bis hN) multipliziert und über Additionsstellen (4.1 bis 4.N) den jeweiligen Eingängen der Glieder (G1 bis GN) mit dynamischem Verhalten zugeführt ist,
- e) im Modell (M) außerdem das Rückführungssignal (y2) mit einem anderen Koeffizienten (h0) multipliziert und einem Glied (G0) mit integralem Verhalten zugeführt ist,
- f) im Modell (M) ein vom Glied (G0) mit integralem Verhalten ausgegebenes Signal an einer Additionsstelle (3) zur Stellgröße (u) addiert ist und das Ausgangssignal (y0) der Additionsstelle (3) zu der ersten Additionsstelle (4.1) vor dem Eingang des ersten Glieds (G1) der Kette von Gliedern (G1 bis GN) mit dynamischem Verhalten geführt ist, und
- g) im Modell (M) zur Bildung des Modell-Ausgangssignals (yM) die Ausgangs signale (y1 bis yN) der Glieder (G1 bis GN) mit dynamischem Verhalten sowie das innere Rückführungssignal (y2) mit Koeffizienten (k1 bis kN, kF) gewichtet und aufsummiert sind (Fig. 1).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das mittels des Filters (F) gefilterte Signal (yF) statt zur ersten Additionsstelle (1) zu
einer Additionsstelle (6) geführt ist, an der das innere Rückführungssignal (y2) sub
trahiert wird, wodurch das Modell (M) zu einem Beobachter (E) wird (Fig. 2).
3. Schaltungsanordnung,
- a) die in einem Regelkreis mit einer Regelstrecke (S) mit der Regelgröße (y) als Ausgangssignal,
- b) einen Regler (R) mit nachgiebiger Rückführung aufweist, wobei die Rückführung ein Modell (M) enthält, dessen Eingangssignal die vom Regler (R) ausgegebene Stellgröße (u) ist, und dessen Ausgangssignal (YM) einer ersten Additionsstelle (1) zugeführt ist, der außerdem ein mittels eines Filters (F) aus der Regelgröße (y) gebildetes und gefiltertes Signal (yF) zuge führt ist, und eine Führungsgröße (w1) zuführbar ist, und an der eine dem Regler (R) zugeführte Regelabweichung (e) gebildet ist, und wobei
- c) das Modell (M) eine Kette von Totzeitgliedern (51.1 bis 51.N+1) mit der Stellgröße (u) als Eingangssignal der Kette, sowie ein Integralglied (52) ent hält,
- d) am Eingang des Integralgliedes (52) folgende Signale aufgeschaltet sind:
- - Differenzen der jeweiligen Ein- und Ausgangssignale der Totzeit glieder (51.1 bis 51.N), mit Ausnahme des letzten Glieds (51.N+1) der Kette, die mit Koeffizienten (k1 bis kN) multipliziert und aufsum miert sind, wobei das Ausgangssignal des vorletzten Glieds (51.N) der Kette über ein Glied (GN) mit dynamischem Verhalten geführt ist, und
- - das mit einem Koeffizienten (k) multiplizierte Ausgangssignal (YM) des Modells, und
- e) wobei das Modell-Ausgangssignal (yM) gebildet ist durch Subtraktion eines Signals vom Ausgangssignal des Integralgliedes (52), das ein mit einem Koeffizienten (kN+1) multipliziertes Ausgangssignal eines weiteren dynami schen Glieds (GN+1) ist, dem das Ausgangssignal des in der Kette letzten Totzeitglieds (51.N+1) am Eingang zugeführt ist (Fig. 5).
4. Schaltungsanordnung,
- a) die in einem Regelkreis mit einer Regelstrecke (S) mit der Regelgröße (y) als Ausgangssignal,
- b) einen Regler (R) mit nachgiebiger Rückführung aufweist, wobei die Rückführung ein Modell (M) enthält, dessen Eingangssignal die vom Regler (R) ausgegebene Stellgröße (u) ist, und dessen Ausgangssignal (YM) einer ersten Additionsstelle (1) zugeführt ist, der außerdem ein mittels eines Filters (F) aus der Regelgröße (y) gebildetes und gefiltertes Signal (yF) zuge führt ist, und eine Führungsgröße (w1) zuführbar ist, und an der eine dem Regler (R) zugeführte Regelabweichung (e) gebildet ist, und wobei
- c) das Modell (M) eine Kette von Gliedern mit dynamischem Verhalten enthält, die in Gruppen (G1 bis GN) eingereiht sind und wobei der Kette am Eingang die Stellgröße (u) zugeführt ist,
- d) im Modell (M) die Stellgröße (u) außerdem auf eine Reihenschaltung eines Totzeitgliedes (e-tds) und eines dynamischen Gliedes (GN+1) geführt ist, und
- e) das Modell-Ausgangssignal (yM) gebildet ist durch die Summe der mit Koef fizienten (k1 bis kN) gewichteten Mittelwerte der Ausgangssignale von Glie dern in jeder Gruppe (G1 bis GN) und des mit einem weiteren Koeffizienten (KN+1) gewichteten Ausgangssignals des weiteren Gliedes (GN+1) im Paral lelzweig gemäß Merkmal d) (Fig. 7).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997138824 DE19738824A1 (de) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Regler mit nachgiebiger Rückführung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997138824 DE19738824A1 (de) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Regler mit nachgiebiger Rückführung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19738824A1 true DE19738824A1 (de) | 1999-03-11 |
Family
ID=7841283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997138824 Withdrawn DE19738824A1 (de) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Regler mit nachgiebiger Rückführung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19738824A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1193577A1 (de) * | 2000-09-27 | 2002-04-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Signalvorhaltfilterung |
EP1731744A1 (de) * | 2005-06-08 | 2006-12-13 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren zur Überwachung einer Regelung bzw. Steuerung eines Systems |
RU2448354C1 (ru) * | 2011-05-03 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Регулятор |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0370614A2 (de) * | 1988-11-23 | 1990-05-30 | International Control Automation Finance S.A. | Prozessregelungsvorrichtung |
EP0660208A1 (de) * | 1993-12-27 | 1995-06-28 | Yamatake-Honeywell Co. Ltd. | Regler |
EP0692752A1 (de) * | 1994-07-16 | 1996-01-17 | ABBPATENT GmbH | Schaltungsanordnung eines Reglers mit nachgiebiger Rückführung |
DE29513251U1 (de) * | 1995-08-17 | 1996-09-26 | Siemens AG, 80333 München | Einrichtung zur Regelung eines Prozesses |
-
1997
- 1997-09-05 DE DE1997138824 patent/DE19738824A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0370614A2 (de) * | 1988-11-23 | 1990-05-30 | International Control Automation Finance S.A. | Prozessregelungsvorrichtung |
EP0660208A1 (de) * | 1993-12-27 | 1995-06-28 | Yamatake-Honeywell Co. Ltd. | Regler |
EP0692752A1 (de) * | 1994-07-16 | 1996-01-17 | ABBPATENT GmbH | Schaltungsanordnung eines Reglers mit nachgiebiger Rückführung |
EP0786709A1 (de) * | 1994-07-16 | 1997-07-30 | ABBPATENT GmbH | Schaltungsanordnung eines Reglers mit nachgiebiger Rückführung |
DE29513251U1 (de) * | 1995-08-17 | 1996-09-26 | Siemens AG, 80333 München | Einrichtung zur Regelung eines Prozesses |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JASCHEK,H.: Ein neuer Prädiktorregler zur Regelung totzeitbehafteter Systeme. In: at - Automatisierungstechnik 44, 1996, 4 * |
JP 09-034506 A., In: Patent Abstracts of Japan * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1193577A1 (de) * | 2000-09-27 | 2002-04-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Signalvorhaltfilterung |
EP1731744A1 (de) * | 2005-06-08 | 2006-12-13 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren zur Überwachung einer Regelung bzw. Steuerung eines Systems |
RU2448354C1 (ru) * | 2011-05-03 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Регулятор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69315423T2 (de) | Neuro-Pid Regler | |
DE69803606T2 (de) | Verfahren zum vorhersagen der ueberschwingung in einem steuerungssystem | |
DE69518208T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Mehrgrössen-/nichtlinearen Steuerung | |
DE69515323T2 (de) | Modellgestützte prädiktive regelungsvorrichtung und -verfahren | |
DE3650164T2 (de) | Prozessregler mit einem System zur Einstellung mit zwei Freiheitsgraden. | |
EP0985170B1 (de) | Verfahren zur regelung eines verzögerungsbehafteten prozesses mit ausgleich sowie regeleinrichtung zur durchführung des verfahrens | |
DE69719058T2 (de) | Verbessertes neuronales netzwerk | |
DE19747125C2 (de) | Verfahren zur Einstellung von Reglerparametern eines Zustandsreglers | |
Sobel et al. | Model reference output adaptive control systems without parameter identification | |
EP0520233B1 (de) | Einrichtung zur Identifikation einer Übertragungsstrecke | |
EP1119799A1 (de) | Regeleinrichtung zur regelung einer strecke mit mehreren verkoppelten regelgrössen | |
EP0786709B1 (de) | Schaltungsanordnung eines Reglers mit nachgiebiger Rückführung | |
EP3139221A1 (de) | Autonomer l1-adaptiver regler mit exakter polvorgabe | |
DE19738824A1 (de) | Regler mit nachgiebiger Rückführung | |
DE3721504C2 (de) | Regelsystem | |
EP0752630A1 (de) | Selbsteinstellbare Regeleinrichtung und Verfahren zur Selbsteinstellung dieses Reglers | |
EP3542229B1 (de) | Einrichtung und verfahren zur bestimmung der parameter einer regeleinrichtung | |
DE3418501C2 (de) | ||
DE102007001186B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Online-Kompensation von Nicht-linearitäten im Übertragungsverhalten von Stellgliedern | |
DE4100064A1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zur vermeidung eines reset-windup-effektes bei einer regelschaltung | |
EP1720080B1 (de) | Verfahren zur Optimierung von Reglerparametern | |
EP0826166B1 (de) | Verfahren zur bestimmung einer störgrössenaufschaltung | |
WO2020049051A2 (de) | Automatisierte parametrierung eines reglers | |
EP0827602A1 (de) | Anordnung zur modellierung eines dynamischen prozesses | |
WO1997007441A1 (de) | Regeleinrichtung mit smith-prädiktor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ABB PATENT GMBH, 68526 LADENBURG, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |