Er ist abhänging von der Verstärkung


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Geschrieben von Werner am 24. Mai 2023 10:27:33:

Als Antwort auf: Re: Au ja ! Wann und wo ? geschrieben von Sebastian Henkel am 24. Mai 2023 07:35:51:

und damit bei dem PID-Regler, der die Verstärkung bestimmt, auch abhänging von dessen Einstellungen.

Was ist jetzt die Regeldifferenz ? Meinst Du die Regelabweichung, also Differenz Sollwert zu Istwert?

Die interessiert den D-Anteil nicht. Da sich aber durch die anderen Anteile auch der Istwert zu ändern beginnt, reagiert der Regler selbstverständlich auf diese Änderung. Und die Reaktion ist durch den Verstärkungsfakter Kp auch stärker oder schwächer. Sonst würde man bei einer geänderten Verstärkung ständig alle anderen Komponenten nachstellen müssen.

Im Zeitalter der digitalen Regelungstechnik gibt es auch einige Mischformen, die nicht dem reinen idealen PID-Regler entsprechen. Aber es hält sich immer noch hartnäckig der Gedanke, dass bei einer Sollwertänderung der D-Anteil superschnell reagiert. Das ist leider falsch, der ist der lahmste von allen. Vor längerer Zeit ist Hanomedes auch mal darüber gestolpert => es war nix zu machen!

Wenn Du im wiki mal unter dem Begriff "Regler" schaust, da gibt es rechts oben ein kleines, aber feines Diagramm. Formeln sind weiter unten. Der D-Anteil ist auch noch mal explizit beschrieben. Er allein kann überhaupt gar nichts machen, außer Änderungen entgegen wirken.

Ich seh aber auch ein, dass es an Maschinen zu wenig Beispiele gibt, so etwas zu verinnerlichen. Mein Ansatz ist eher, die theoretische Grundlage dahinter zu erklären. Regler sind eine Erfindung menschlichen Geistes und nicht irgendwelche zu studierende physikalische Gesetze.

Es gibt ein superschönes Beispiel aus der Natur für einen PID-Regler, bei dem der D-Anteil eine extreme Rolle spielt. Das ist der Lagenausgleich bei Insekten. Die haben im Verhältnis zu den Kräften, denen sie durch Wind usw. ausgesetzt sind, quasi keine Masse. Ohne Fluglagenregelung würde sie sich bei nur einem falschen Flügelschlag schon mehrmals um irgendeine Achse drehen.

Da Insekten keine Kreisel haben, wie die Autopiloten oder die moderenen elektronisch Lagesensoren, machen die das mit der Pseudokreiselbewegung der Flügel. Das Auf und Ab genügt, um bei Drehungen sofort und feinfühlig festzustellen, dass der Flügel (Fliege) und bei einigen Arten der Schwungklöppel beim Auf- oder Abschlagen woanders "rauskommt", als er vorher stand.

Aufgrund dieser Änderung korrigiert das Insekt sofort die Flügelstellung und hält so seine Lage bei. Durch die Augen wird das auch noch unterstützt, reicht aber nicht aus, um ohne zu taumeln zu fliegen. Das ist der D-Anteil in Perfektion.

Die anderen Anteile, wie z.B. beim Anfliegen einer Blüte, kann man als PI-Regler betrachten. Erst mit hoher Geschwindigkeit auf den bunten Fleck zu und wenn der größer wird, Verlangsamung durch die kleiner werdende Regelabweichung (Sollwert: Positiion der Blüte, Istwert: Position des Insektes) und schließlich der I-Anteil, der das Tier genauestens und langsam in oder an die Blüte bringt, um den Nektar zu saugen.

Ohne den dämpfenden und stabilisierenden D-Anteil wäre das Insekt nicht in der Lage, seine Position auch nur annähernd zu halten.

Fliegen sind nicht hardwaremäßig nicht so gut ausgerüstet, sie eiern im Flug auch meist durch die Gegend. Das sie sehr schnell fliegen können, wirken sogar Luftkräfte zum Teil als Stabilisator. Je schneller, desto grader der Flug.

Wenn sie aber was fressen wollen, müssen sie landen und mit gesteuerten (nicht geregelten) Schritten zur Nahrung hingehen.

Gruß

Werner

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