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Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

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7. Möglichkeiten zur

7. Möglichkeiten zur Optimierung von Regler, Robustheit und Stabilität 7. Möglichkeiten zur Optimierung von Regler, Robustheit und Stabilität Führungsverhalten: Um den Einfluss der Reglerparameter KPR, TV und T1 auf das Verhalten von Regelgröße x und Stellgröße y aufzuzeigen und so einen Anhaltspunkt für die nachfolgenden Entwicklungsschritte nötigen Einstellprozesse zu ermöglichen, werden ausgehend vom Modell das für die Robustheitsuntersuchung im vorigen Kapitel verwendete wurde, die Reglerparameter jeweils um +50% (High) und -50% (Low) variiert und in Abbildung 7-1 dargestellt. Abbildung 7-1: Einfluss der Reglerparameter Kpr, Tv und T1 auf das Verhalten von Regel- und Stellgröße (links) sowie Frequenzgang (rechts) des PD-T1 Reglers Dabei ist deutlich zu erkennen, dass eine Änderung des Parameters Tv den größten Einfluss auf die Regelgröße bewirkt. Da der Toleranzbereich von Auftraggeberseite nicht endgültig spezifiziert und eine Dehnbarkeit nicht ausgeschlossen ist, wurde in den vorangegangenen Untersuchungen das Verhalten bzgl. eines Einschwingvorgangs in die obere Solllage optimiert. Dabei wird das Toleranzfenster um ca. 1ms überschritten. Ein vollständiges Einhalten des Toleranzbereichs ist nur möglich, wenn, ausgehend von den für die 100

7. Möglichkeiten zur Optimierung von Regler, Robustheit und Stabilität Robustheitsuntersuchung verwendeten Parametern, der Wert von TV reduziert und so eine schnelleres Abschwingen in die unter Solllage gewährleistet wird. Die hierbei in der oberen Solllage entstehenden Überschwinger müssen dabei in Kauf genommen werden. Einfluss der Reglerparameter auf die Stabilitätsreserve: In Abbildung 7-2 wird der durch Linearisierung der Übertragungsfunktion des offenen Regelkreises erzeugte Frequenzgang, für die in Tabelle 6-4 eingestellten Reglerparameter, abgebildet. In dieser Konfiguration kann eine, gegenüber Abbildung 6-61 deutlich erhöhte Stabilitätsreserve erreicht werden. Durch Vergleich mit den Auswirkungen der Parametervariation auf den Frequenzganzgang des Reglers in Abbildung 7-1 soll nun der grundsätzliche Einfluss der Parameterwahl auf die Stabilität des Regelkreises erörtert werden: Abbildung 7-2: Durch Linearisierung an den Arbeitspunkten, die der oberen bzw. unteren Sollauslenkung entsprechen, simulierter Verlauf des Frequenzgangs Kpr: Durch eine Variation von Kpr kann die Durchtrittsfrequenz verschoben werden. Hierdurch kann die Lage der Phasenreserve an den Scheitelpunkt der durch den D-Anteil bedingten Phasenanhebung, an dem die höchste Phasenreserve auftritt, feinjustiert werden, da die Sollauslenkung auch über die Führungsgröße eingestellt werden kann. Zusätzlich verschiebt sich die Stelle, an der die kritische 180° Phasendrehung auftritt, etwas zu höheren Frequenzen. Wird die Durchtrittsfrequenz jedoch über den Scheitelpunkt der D-Anteil 101

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