Identifikation nichtlinearer mechatronischer Systeme mit ...

Ankerstrom IA[A]
ag replacements
mit
ag replacements
mit
5.6 Regelung der Drosselklappe 147
2.5
2
1.5
1
0.5
0
−0.5
−1
1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 1.38 1.39 1.4
Zeit [s]
Abb. 5.27: Ankerstrom des PID-
Reglers mit KP = 5, KD = 0.12
Zustandsregler
Ankerstrom IA[A]
PSfrag replacements
mit
2.5
2
1.5
1
0.5
0
−0.5
−1
1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 1.38 1.39 1.4
Zeit [s]
Abb. 5.28: Ankerstrom des PID-
Reglers mit KP = 50, KD = 0.6
Abbildung 5.29 zeigt die Sprungantworten der Drosselklappe unter Verwendung eines
herkömmlichen Zustandsreglers mit Führungsintegrator (I-Zustandsregler) sowie
für einen PI-Zustandsregler. Deutlich sichtbar ist, dass das Überschwingen bei Verwendung
eines PI-Zustandsreglers vollständig vermieden werden kann bei annähernd
gleicher Dynamik.
Drosselklappenwinkel ϕDK[rad]
1.04
1.035
1.03
1.025
1.02
1.015
1.01
1.005
1
0.995
0.99
1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.1 1.11 1.12 1.13 1.14
Zeit [s]
PI-Zustandsregler
Sollwert
I-Zustandsregler
PSfrag replacements
Abb. 5.29: Vergleich zwischen I- und
PI-Zustandsregler
mit
Ankerstrom IA[A]
2.5
2
1.5
1
0.5
0
−0.5
−1
1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 1.38 1.39 1.4
Zeit [s]
Abb. 5.30: Ankerstrom des PI-
Zustandsreglers
In Abbildung 5.30 ist der Ankerstrom der Drosselklappe nach dem Einschwingvorgang
dargestellt. Vergleicht man Abbildung 5.30 mit den Abbildungen 5.27 und
5.28, so ist festzustellen, dass die Verwendung eines PI-Zustandsreglers eine deutliche
Verringerung des Rauschens gegenüber herkömmlichen PID-Reglern bewirkt.
Zusätzlich führt die Verwendung eines PI-Zustandsreglers zu einer wesentlichen Verbesserung
der Regeldynamik gegenüber dem PID-Regler. Dies ist in den Abbildungen
5.31 und 5.32 noch einmal dargestellt.