Sprungantwort eines Heißluftofens

Dieses Thema im Forum "Automatisierung" wurde erstellt von masmar, 4 Jan. 2013.

  1. Hallo zusammen!

    Ich arbeite im Rahmen meiner Abschlussarbeit an der Konstruktion eines Heißluft-Miniaturofens zur Werkstoffprüfung.
    Momentan bin ich dabei einen PID-Regler für die Tempereturreglung eines Lufterhitzers auszulegen.
    Das Schwingverfahren nach Ziegler-Nichols hat hier bereits gute Werte geliefert und der Regler läuft wenn auch mit einem leichten Überschwingen stabil.
    Zum Vergleich möchte ich auch noch das Verfahren nach Chien Hrones und Reswick durch Aufnahme der Sprungantwort anwenden. Hierbei habe ich trotz langer Recherche noch keine Antwort auf folgende Fragen gefunden:
    -Die Ermittlung der Kennwerte durch anlegen der Wendetangente ist eigentlich verständlich, aber dazu ist natürlich die Sprungantwort aufzunehmen. Dazu habe ich ein Thermoelement im Ofen platziert, dessen Verlauf ich mit einem Messgerät aufzeichnen kann. Der Stellbereich des Reglers ist 2-500°C, und die eingestellte Temperatur liegt dann auch im Ofen an. Ist der Verstärkungsfaktor somit zu 1 zu setzen, da die Temperatur ja 1:1 der Vorgabe des Reglers enspricht oder muss ich z.B. in Prozent vom maximal einstellbbaren Wert rechnen?
    - Mein Vorgehen war bis jetzt den Xp, Tu und Tv am Regler jeweils auf null zu Stellen. Den Sollwert habe ich dann einfach auf 200° eingestellt, da dieser Wert innerhalb des späteren Arbeitsbereichs liegt. Zeitgleich habe ich die Messung des Thermoelements im Ofen gestartet und den Regler eingeschaltet. Der Temperaturwert steigt von Raumtemperatur bis auf 200°C und fällt anschließend wieder auf Raumtemperatur. Ich kann anschließend die Wendetangente einzeichnen, allerdings sind die Einstellwerte die ich nach Anwendung der Berechnungsregeln erhalte absolut unbrauchbar. Der Regler ist langsam und schwingt zudem um den Sollwert. Die ausgeprägte Schwingneigung sollte von dem sehr niedrigen Xp herrühren das ich so berechne. Liegt weit im instabilen Bereich des reinen P-Regles.

    Was habe ich alles falsch gemacht? Ich hoffe ihr könnt mir da weiterhelfen. In den meisten Artikel die ich gelesen habe steht zu dem Thema immer ganz lapidar "Sprungantwort aufnehmen", mehr wird da meist nicht erklärt:(

    Grüße

    Matthias
     
  2. AW: Sprungantwort eines Heißluftofens

    Hallo Matthias,

    wenn ich Dein Problem richtig verstehe, brauchst Du die Sprungantwort des ungeregelten (!) Systems, um das von Dir angesprochene Verfahren anwenden zu können (und nicht die Sprungantwort des geregelten Systems). Das Eingangssignal in den Ofen (=Reglerausgang) ist nicht Temperatur, sondern z.B. Heizleistung, Spannung zur Ansteuerung der Heizung, o.ä. Es wäre reiner Zufall, wenn die Verstärkung 1 wäre.
    Sollten die Erklärungen nicht reichen, stell doch mal Deine Sprungantwort-Messungen zur Verfügung und erkläre genau, wo Du genau was Du (ungeregelt!!) gemessen hast.

    Grüße
    Diana007
     
  3. AW: Sprungantwort eines Heißluftofens

    Hallo Diana007,

    vielen Dank für deine Antwort! Jetzt glaube ich hat es klick gemacht.
    Ich messe nicht die durch den Heizlüfter erzeugte Temperatur im Ofen, sondern die Leistung die dem Heizlüfter zur Verfügung steht und vergleiche diese mit dem Stellsignal (Spannung) aus dem Regler. Dann ist der Verstärkungsfaktor natürlich nicht gleich 1. Ich werde versuchen das Aufzeichnen der Spannung hinzubekommen und nochmal einen Versuch starten. Danke für die Hilfe!

    Grüße

    Matthias
     

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