Störgrößenaufschaltung - Regelungstechnik

Hallo zusammen,

ich habe eine frage zur Störgrößenaufschaltung in der Regelungstechnik.

Seite 1:
http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=b43899-138…

Seite 2:
http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=ffee95-138…

Zur Störgrößenaufschaltung habe ich auch ein paar Fragen bitte.

Seite 1:
Naja, wenn ich mir das Blockschaltbild so anschaue, dann sehe ich das die Störung über Fk und Fzs geschickt wird und somit wird verhindert das eine Störung auftritt.

Also wir haben aufgeschrieben: Die Voraussetzungen für eine Störgrößenaufschaltung ist, dass man wissen kann wo Fz auftritt und wie groß es ist.

Fz ist doch die Störungsübertragungsfunktion? Meint man diese wirklich? Oder nur einfach Z(s)?

Ich bin verwirrt sind nun Fk und Fzs immer da, oder nur je nachdem, ob die Störung am Streckeneingang ist oder am Streckenausgang ist?

Also wenn Z am Eingang --> Fk
Und wenn Z am Ausgang --> Fzs ?

„Greift die Störung tatsächlich direkt am Streckeneingang an, so gilt Fzs=Fs, greift sie am Streckenausgang an, so gitl Fzs=1“

Also diese Satz widerlegt meine obige Theorie. Jetzt bin ich verwirrt.  Was sagt diese Satz aus und wie kommt man auf diese „Formeln“?

Und vorallem was soll Fzs und Fk darstellen?  Klar irgendwelche Filter, die Störgröße wegfiltern, aber was sind sie genau

Warum sind ?? beim Fk dazugezeichnet? Und beim Fsz nicht?

Hm, wie kommt man auf Fk=Fzs/Fs? Und warum in allerwert macht man Fz=0 bzw. warum setzt man das voraus?

Anfang Seite 2:
Da steht, dass die STrögrößenaufschaltung besonders wirksam ist, wenn die Störgröße am Streckeneingang angreift und es gilt dann Fk=1.

Warum ist das dann wirksam bzw. warum =1?

Danke!

mfg

Hallo,
glaube mir das Problem ist eigentlich ganz einfach. Ich muss aber zugeben dass die Darstellung in deinem Buch sehr unglücklich ist. Vor allem die Einführung der Störungsübertragungsfunktion Fz hat auch mich verwirrt und ist auch überflüssig.

Klären wir zunächst, was die Blöcke Fk und Fzs bedeuten:
Störung Z wirkt irgendwo irgendwie auf auf die Regelstrecke ein, sei es am Eingang oder am Ausgang oder aber irgendwo sonst. In deinem Buch werden nur die beiden Fälle Eingang und Ausgang betrachtet.
Z hat eine Wirkung auf X. Diese Wirkung wird nun durch
X = Z*Fzs
 beschrieben. Fzs ist immer da, ob es eine Störgrößenaufschaltung gibt oder nicht. Es ist letztlich die Physik zwischen Z und X.
Mit der Störgrößenaufschaltung wollen wir nun erreichen, dass die physikalische Wirkung von Z auf X kompensiert wird.
Dazu kommt Fk ins Spiel, das genau dieses leisten soll. Auf Fk wirkt die gemessene Störgröße Z und über die Strecke Fs ebenfalls auf X.
X = Z*Fk*Fs
Die Aufgabe lautet also: Finde ein Fk so, dass die die Störwirkung von Z auf X genau aufgehoben wird. Das lässt sich auch so ausdrücken
Z*Fk*Fs = Z* Fzs
daraus folgt:
Fk = Fzs/Fs
Ich hoffe deine übrigen Fragen sind damit auch geklärt

Hallo mfg,

in deinem Buch ist das ganze etwas unklar beschrieben (welches Buch ist das?).

Antworten:

  1. F_Z ist die Störübertragungsfunktion der bekannten Störgröße. Die ist tatsächlich gemeint und das Ziel einer Störgrößenaufschaltung ist, dass F_Z=0 ist, selbst wenn eine Störung auftritt. Dies erreicht man, wenn man F_K=F_{ZS}/F_S setzt, wobei, wie beschrieben, die Invertierbarkeit von F_S und die Ordnung der Gesamtübertragungsfunktion betrachtet werden muss.

  2. Leider hat der Autor für den Fall Störung am Streckeneingang kein Bild gemalt. F_K und F_{ZS} sind nicht immer da, es gibt nicht immer Störungen, aber meistens. Betrachten sollte man: F_K wird vom Nutzer aufgebaut, ist also eine Übertragungsfunktion z.B. in einem Leitsystem. F_{ZS} ist eine im Prozess vorhandene Dynamik. Man kann aber über Blockdiagrammalgebra darstellen, dass ein direkter Eingriff der Störgröße Z (mit der Summe und dem Minus) vor F_S äquivalent zu F_{ZS}=F_S ist. Die Linearität erlaubt das. In dem Fall braucht man kein F_K sondern schaltet die Messung der Störgröße direkt auf (in der Praxis nicht, da man kein Rauschen haben möchte, also filtert man)

  3. Woher kommt F_Z=0? Wenn man eine Störung (Z) die irgendwie (F_{ZS}) auf den Regelkreis wirkt, kompensieren möchte, muss gelten, dass der Ausgang X bei einer Störung Z sich nicht verändert, daher gilt bei perfekter Störgrößenaufschaltung F_Z=0.

Rechnerisch findet man das so: Man bilde die Gesamtübertragungsfunktion von F_Z (inkl. F_{ZS} und F_K als zu bestimmde ÜF). Diese ist X/Z=-(FZS-FK*FS)/(FR*FS+1). Für welches FK ist die jetzt Null? FK=FZS/FS.

Ist nun F_{ZS}=F_S (s.o.), dann ist FK=1.

An den Blockdiagrammen, die ich beigelegt habe, kann man das erkennen.

http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=016ce4-138…

Der erste Link war der falsche:

http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=0f4252-138…

Danke!

Wir verwenden folgendes Buch: http://www.buchhandel.de/detailansicht.aspx?isbn=978… Buch anschauen

(Könntest du bitte in meine Frage zitieren und ev. dann darunter Antworten, nur fall es möglich ist für eine bessere übersicht, ansonsten ist es auch egal)

Schauen wir uns mal dein Bild bitte an:

Bild 1 zeigt einen Regelkreis ohne Störgrößenaufschaltung --> Störung Z ist am Streckenausgang, richtig?

Aber warum hat dieses Z*F_{ZS} ein negatives Vorzeichen? Also ich meine da diese Summierstselle mit einen negativen zeichen wo das Z*F_{ZS} rein „fließt“.

Bild 2 zeigt einen Regelkreis ohne Strögrößenaufschaltung --> Störung Z ist am Streckeneingang richtig?

Ich verstehe noch nicht den Unterschied zwischen Bild 1 und 2, außer dass natürlich beim einen die Störung am Streckeneingang ist und beim anderen beim Streckenausgang, dass sieht man ja.
Aber, warum ist gerade dieses F_{ZS} da, wenn die Störung Z am Streckenausgang ist?
Wenn die Störung am Streckeneingang ist, dann ist da auch nichts da, also kein F_{ZS} oder dergleiche, warum?

Du sagtest F_ZS ist ein dynamischer Prozess, aber könntest du es mir mit den oben genannten Fragen nochmals erklären bitte?

Bild 3 zeigt nun die Strörgrößenaufschaltung, wenn sich die Störgröße Z am Streckenausgang befindet, richtig?

Bild 4 zeigt die Störgrößenaufschaltung, wenn sich die Störgröße Z am Streckeneingang befindet, richtig?

Gut, bei Bild 3 muss Fk=F_{ZS}/F_S sein, sodass F_Z=0 ist. Aber ich verstehe nicht so ganz, wie du auf X/Z=-(FZS-FK*FS)/(FR*FS+1) gekommen bist. Also eins weiß ich, dass F_Z=Fs/(1±Fr*Fs) ist.

Also wir wissen, dass es laut Bild3 ein -F_{ZS} gibt und dass X=Fk*Fs-F_{ZS}. Hier wird doch angenommen, dass W=0(Führungsgröße) ist, richtig? Sonst könnte man ja nicht sagen Fk*Fs…

Aber wie kommst du das auf deinem Term? Vorallem wieso hast du das -(FZS-FK*FS), also 2mal -. Man könnte doch einfach auch FK*Fs-F_{ZS} schreiben, wie ich oben das errechnet habe. Verstehe ich wie du darauf kommst.(also mit den 2 Minussen).

Naja am Ende wird X/Z=0 gesetzt und dann umgeformt, dass ist kein Thema.

Zu Bild 4 nochmal: Da hier kein F_{ZS}(warum auch immer, ich denke das wurde oben schon geklärt :smiley: ) ist, kann man einfach Fk=1 machen und somit ist Z-Z=0.


SOLLWERTAUFSCHALTUNG:

Hier wieder ein Bild:
http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=ffee95-138…

Naja, da steht einfach, dass sich das Führungsverhalten verbessert,wenn man die Führungsgröße W vor den Streckeneingang gibt.

Warum verbessert sich das Führungsverhalten dadurch? Ich sehe das leider nicht daraus. Naja und was z.B. ist da Fk? Kann man das nicht so berechnen, wie bei der Störgrößenaufschaltung?

Wie kommt man auf diese Formel für das neue Fw?

Ich danke dir für deine Mühe! Ich verstehe nun den Größteil! Ich hab halt nur ein paar Blockschaltbild-rechen-probleme und Fragen zum F_{ZS} und Sollweretaufschaltung.

Danke im voraus!

mfg

Danke für deine Antwort!

Hm, also ich verstehe nun vollkommen deine Rechnungen! Aber warum gibt es kein F_SZ, wenn die Störung Z am Eingang der Regelstrecke liegt?`Warum ist F_SZ nur am Streckenausgang da?

SOLLWERTAUFSCHALTUNG:

Hier wieder ein Bild:
http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=ffee95-138

Naja, da steht einfach, dass sich das Führungsverhalten verbessert,wenn man die Führungsgröße W vor den Streckeneingang gibt.

Warum verbessert sich das Führungsverhalten dadurch? Ich sehe das leider nicht daraus. Naja und was z.B. ist da Fk? Kann man das nicht so berechnen, wie bei der Störgrößenaufschaltung?

Wie kommt man auf diese Formel für das neue Fw?

Ich danke dir für deine Mühe! Ich verstehe nun den Größteil! Ich hab halt nur ein paar Blockschaltbild-rechen-probleme und Fragen zum F_{ZS} und Sollweretaufschaltung.

Danke im voraus!

mfg

> Bild 1 zeigt einen Regelkreis ohne Störgrößenaufschaltung --> Störung Z ist am Streckenausgang, richtig?

Nein: Z ist die Störung, Z*F_{ZS} greift am Streckenausgang an.

> Aber warum hat dieses Z*F_{ZS} ein negatives Vorzeichen? Also ich meine da diese Summierstselle mit einen negativen zeichen wo das Z*F_{ZS} rein „fließt“.

Ist eine Definitionssache in deinem Buch, wahrscheinlich, damit die Störgrößenaufschaltung positiv ist. Hätte auch positiv sein können, ich hätte es positiv geschrieben.

> Bild 2 zeigt einen Regelkreis ohne Strögrößenaufschaltung --> Störung Z ist am Streckeneingang richtig?

Richtig, und zwar unverändert, also ohne eine Übertragungsfunktion dazwischen. Unwahrscheinlich aber zur Darstellung in deinem Buch passend.

> Ich verstehe noch nicht den Unterschied zwischen Bild 1 und 2, außer dass natürlich beim einen die Störung am Streckeneingang ist und beim anderen beim Streckenausgang, dass sieht man ja.
> Aber, warum ist gerade dieses F_{ZS} da, wenn die Störung Z am Streckenausgang ist?

Auch das ist nur aufgrund der Definition in deinem Buch und deiner Fragen.

> Wenn die Störung am Streckeneingang ist, dann ist da auch nichts da, also kein F_{ZS} oder dergleiche, warum?

s.o., du könntest auch Z vorher durch eine beliebige ÜF schicken.

> Du sagtest F_ZS ist ein dynamischer Prozess, aber könntest du es mir mit den oben genannten Fragen nochmals erklären bitte?

Der Autor deines Buchs gibt F_{ZS} als Übertragungsfunktion an, die irgendein anderer Prozess sein kann. Es gibt es in dieser Form an, damit er diesen auch als F_S definieren kann, um auf Zeichnung 2 zu verzichten.

> Bild 3 zeigt nun die Strörgrößenaufschaltung, wenn sich die Störgröße Z am Streckenausgang befindet, richtig?
> Bild 4 zeigt die Störgrößenaufschaltung, wenn sich die Störgröße Z am Streckeneingang befindet, richtig?

Richtig

> Gut, bei Bild 3 muss Fk=F_{ZS}/F_S sein, sodass F_Z=0 ist. Aber ich verstehe nicht so ganz, wie du auf X/Z=-(FZS-FK*FS)/(FR*FS+1) gekommen bist.

W=0, wenn ich X/Z berechne. Dann gilt: X=-Z*F_{ZS}+F_S*(-F_R*X+Z*F_K). Diese Gleichung ist aufzulösen. X/Z=-(FZS-FK*FS)/(FR*FS+1)=(FK*FS-FZS)/(FR*FS+1)

> Aber wie kommst du das auf deinem Term? Vorallem wieso hast du das -(FZS-FK*FS), also 2mal -. Man könnte doch einfach auch FK*Fs-F_{ZS} schreiben, wie ich oben das errechnet habe.
> Verstehe ich wie du darauf kommst.(also mit den 2 Minussen).

Ist das das Gleiche. Ich habe mit eine Compter Algebra System (wxmaxima) gerechnet und dem ist die Schönheit der Terme leider egal.

> Zu Bild 4 nochmal: Da hier kein F_{ZS}(warum auch immer, ich denke das wurde oben schon geklärt :smiley: ) ist, kann man einfach Fk=1 machen und somit ist Z-Z=0.

Genau!

> SOLLWERTAUFSCHALTUNG:
> Hier wieder ein Bild:
> http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=ffee95-138
> Naja, da steht einfach, dass sich das Führungsverhalten verbessert,wenn man die Führungsgröße W vor den Streckeneingang gibt.
> Warum verbessert sich das Führungsverhalten dadurch? Ich sehe das leider nicht daraus. Naja und was z.B. ist da Fk? Kann man das nicht so berechnen, wie bei der Störgrößenaufschaltung?
> Wie kommt man auf diese Formel für das neue Fw?
> Ich danke dir für deine Mühe! Ich verstehe nun den Größteil! Ich hab halt nur ein paar Blockschaltbild-rechen-probleme und Fragen zum F_{ZS} und Sollweretaufschaltung.
> Danke im voraus!

Gleiches Thema wie Störgrößenaufschaltung:

Du möchtest vermeiden, dass der Feedback-Regler arbeiten muss, weil Vorwissen besser ist als Reaktion.

Also: Die Frage ist, was muss F_K sein, damit ein Sollwertsprung optimal ausgeführt wird, ohne dass der Regler eingreifen muss oder dass der Regler möglichst wenig eingreifen muss. Das heißt auch, dass W=X möglichst immer gelten muss (was übrigens bei einer sprungförmigen Sollwertänderung Unsinn ist)

X=W heißt, dass (FR*FS)/(FR*FS+1)*(1+FK/FR)=1 sein muss, somit gilt für FK=1/FS, etwas was man auch durch Nachdenken herausfinden könnte. FS ist wahrscheinlich, wenn proper, nicht invertierbar, bzw. führt zu Ableitungen, die nicht abbildbar sind. Jedoch kann man über eine gute Filterung dieser Inversion ein tatsächlich besseres Führungsverhalten erreichen.

Hallo.
Störgrößen-Behandlung erfordert meist sehr komplexe Analysen, die eine sehr umfangreiche Diskussion mit sich bringen, da sich jede reale Strecke in wesentlichen Punkten von einer Modellstrecke unterscheiden kann. Ich habe leider im Moment wegen intensiver Beratertätigkeit keine Zeit mich Deinem Problem zu widmen. Tut mit leid.
Mit freundlichen Grüßen,
Alexander Berresheim