Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

6. Verifikation des Regelungssystems
Die Klärung der hierfür verantwortlichen Ursache wird für eine weitere Beurteilung der
Regelung als essentiell erachtet, weshalb hierzu die in Kap. 6.1.4 und Kap. 6.1.5
beschriebenen Untersuchungen durchgeführt werden, bei denen letztendlich die
schaltungstechnische Realisierung der Regler als verantwortlich gezeichnet werden kann: Um
aus Bauraum- und Gewichtsgründen die Anzahl an Bauteilen zu reduzieren, wurde auf eine
separate Subtrahiererschaltung zur Bildung der Regeldifferenz verzichtet, womit die
signifikanten Abweichungen begründet werden können.
Simulation:
Die analytische Verifikation der Robustheit wird durch Simulation mittels MATLAB-
Simulink durchgeführt.
Die Ausgangssituation der simulationstechnischen Untersuchung der Reglerrobustheit bzw.
Stabilität in sog. „Worst-Case“-Betriebssituationen stellen ebenfalls die Ergebnisse der
Modellbildungs- und Simulationsprozesse dar, die in [3] durchgeführt wurden.
Die Blockparameter, Simulationseistellungen, Simulationssteuerung, sowie die für die
Modellbildungen und Variation der verschiedenen Parameter und Koeffizienten nötigen
Berechnungen und Funktionsaufrufe werden über ein m-file Skript durchgeführt
Mit fortschreitender Charakterisierung und Quantifizierung des statischen und dynamischen
Verhaltens der Subsysteme sowie deren Hauptstöreinflüsse in den vorangegangenen Kapiteln
wird das Modell zunehmend erweitert und präzisiert, um genaueren Aufschluss über das
Regelungsverhalten zu erlangen.
Hierdurch wird es ermöglicht in der Praxis am realen System auftretende Effekte im Detail zu
untersuchen, die im realen System nur schwer isolierbar und nachvollziehbar sind. Eine
Beschreibung des MATLAB-Simulink Modells kann 11.D sowie der beiliegenden CD
entnommen werden. Hierin werden zunächst die zuvor bestimmten Systemparameter
zusammen mit den für den digitalen Regler ermittelten Kenngrößen verwendet, wobei sich
gute Übereinstimmung des realen und des simulierten Verlaufs von Regelgröße x bzw.
Stellgröße y zeigt. Da die schaltungstechnische Realisierung in Form des verwendeten und
um das gewöhnlicherweise separate Subtrahiererglied reduzierten Analogreglers jedoch
gravierende Abweichung zeigt, kann die übliche mathematische Reglerbeschreibung nicht
weiter verwendet werden, da sie die Regeldifferenz als Eingangsgröße voraussetzt. Das
Modell des Reglers muss deshalb abgewandelt und über das regelungstechnische Äquivalent
eines OPVs mit differentiellem Eingang beschrieben werden (vgl. Abschnitt 6.1.5).
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