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Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

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6. Verifikation des

6. Verifikation des Regelungssystems Deutlich erkennbar ist bei Betrachtung der Signalverläufe in Abbildung 6-50 bzw. Abbildung 6-51, dass sich trotz sehr niedriger Proportionalverstärkung praktisch keine bleibende Regelabweichung einstellt, deren Auftreten aufgrund des fehlenden I-Anteils jedoch charakteristisch für das Verhalten eines PD-T1 Reglers ist. x[mm],y[A] 1,6 1 0,4 SR#4‐PDT1‐Analog I=0.7A 0 0,008 0,016 0,024 Abbildung 6-50: Führungs-, Stell- und Regelgröße des nachgestellten Analogreglers Abbildung 6-51: Führungs-, Stell- und Regelgröße des nachgestellten Analogreglers 88 1,8075 1,4325 0,1875 0,05 ‐0,2‐0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,04‐0,1875 t[s] Toleranzbereich 1,62 Fuehrungsgroesse w[mm] Regelgroesse x[mm] Stellgroesse y[A]

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). 89

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