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Geschrieben von JensR am 29.01.2015 um 22:34:

 

> a, und das auch bei der Version mit dem Poti auf dem Abtriebsrad. Das ist eine zusätzliche Lose im System,

Jo, aber wenn das Poti auf dem Abtriebsrad sitzt, wird die Lage-Abweichung wegen des Spiels erfasst. Du hast zwar Umkehr-Hysterese durch das Spiel, aber die Auswirkungen der Lose sind geringer als wenn das Poti auf dem Servo-Ritzel bleibt.

Die Verstärkung der Strecke wird zwar reduziert, aber durch die Übersetzung wird auch die Übertragungsfunktion der Störgröße Lastmoment um exakt denselben Faktor reduziert. Sollte das nicht dazu führen, dass die Regelabweichung nicht schlechter wird?

> Ja, wenn man das Poti auf dem Ritzel lässt, ändert sich an der Regeldynamik gar nichts.

So einfach ist das glaube ich nicht:

> Der Winkelfehler wird mit dem Übersetzungsverhältnis heruntergesetzt, aber es gibt zusätzliches Spiel.

Ja, eins gut, eins schlecht, aber das heißt nicht, dass sich die beiden Effekte aufheben. Bei vernünftigem einstellbaren Getriebespiel wird m.E. der positive Effekt größer sein. Wir reden ja hier von Übersetzungen, die deutlich von 1:1 entfernt sind, da kommt schon ne Menge Vergrößerung des Potiwinkels zustande und das geht direkt in die Regelkreisverstärkung ein.

> Es wird wohl meistens trotzdem gutgehen, weil diese Servoregler eher gutmütig ausgelegt sind.

Zumindest einige Servos zeigen deutliches Überschwingen in ihrer Sprungantwort, wenn auch recht stark gedämpft. Aber ich stimme Dir zu, ich habe es noch nicht gesehen, dass sich ein Servo aufschaukelt.

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Geschrieben von MatthiasR am 31.01.2015 um 10:56:

 

Hallo,

nachdem ich nochmal darüber nachgedacnt habe, ist mir aufgegangen, dass ich die Lose gedanklich an der falschen Stelle "eingebaut" hatte. Während man bei linearen Regelkreisgliedern die Reihenfolge beliebig verändern kann, kommt es bei nichtlinearen Gliedern (wie z.B. Lose/Totband) durchaus auf die Reihenfolge an.
Wenn man dieses (natürlich immer noch vereinfachte Modell) annimmt...

Regler (P, PD, PID?) - Totband (Anlaufmoment des Motors) - PT1 oder PT2 (Dynamik des Motors/Getriebes) - P (zusätzliches Getriebe) - I (Geschwindigkeit -> Position)

... dann bleibt der durch das Totband verursachte Fehler am Zusatzgetriebe-Ausgang tatsächlich gleich, unabhängig von der Zusatzübersetzung. Lediglich die Geschwindigkeit des Gebildes ändert sich - aber das war ja durchaus beabsichtigt.

Sorry für die verbreitete Konfusion! Man sollte sich sowas lieber aufskizzieren, statt in der Luft herumzutheoretisieren...

> > Ja, wenn man das Poti auf dem Ritzel lässt, ändert sich an der Regeldynamik gar nichts.
> So einfach ist das glaube ich nicht:

Der eigentliche Regelkreis ist ja nicht verändert und damit ändert sich das Einschwingverhalten (=die Regeldynamik) erstmal nicht. Das nachgeschaltete Getriebe ist "nur" eine veränderte Last (=veränderte Störgröße). Dass eine Störgröße, wenn sie von der Regelgröße nicht unabhängig ist, dann doch das Reglerverhalten beeinflusst, ist eine andere Geschichte...

Bei CNC-Maschinen macht man häufig genau das: Man regelt die Position des Motors und nicht die des Schlittens, weil man das Umkehrspiel von Getriebe und Spindel (=eine (weitere) Lose) sonst kaum in den Griff bekommt - das ganze würde zum Schwingen neigen. Den Fehler durch das Umkehrspiel, der dann nicht ausgeregelt werden kann, nimmt man als kleineres Übel in Kauf.

Auch wenn das Getriebe nach dem oben beschriebenen vereinfachten Modell (Anlaufmoment als Totband berücksichtigt, sonst ideal) offensichtlich keinen Einfluss auf das Regelverhalten hat, gehe ich davon aus, dass es sich verschlechtert, wenn man eine massiv andere Getriebeübersetzung verwendet, als die, für die der Regler optimiert wurde. Es gibt ja noch mehr Nichtidealitäten, die man verändert. Aber

> > Es wird wohl meistens trotzdem gutgehen, weil diese Servoregler eher gutmütig ausgelegt sind.
>Zumindest einige Servos zeigen deutliches Überschwingen in ihrer Sprungantwort, wenn auch recht stark gedämpft. Aber ich stimme Dir zu, ich habe es noch nicht gesehen, dass sich ein Servo aufschaukelt.

Die Dinger müssen einfach über einen gewissen Bereich funktionieren. Wir reden hier ja nicht über Präzisionskomponenten. Die Eigenschaften der diversen Komponenten eines Servos dürften über einen recht weiten Bereich streuen. Und damit ist dann auch noch Luft für alles, was da Zusatzgetriebe da noch hinein bringt - jedenfalls solange man es nicht übertreibt. Dass so ein Servo mit einer Zusatzübersetzung von z.B. 1:100 noch vernüftig funktionieren würde, bezweifle ich stark

Grüße

Matthias

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Geschrieben von JensR am 31.01.2015 um 16:24:

 

Moinmoin!

Jo, da kommen wir doch noch so einigermaßen zusammen

CNC Maschinen: Ja aber mit einem Motor-Encoder hat man halt ganz andere Möglichkeiten. Mit unseren Potis haben wir nur 270°, von denen dann nur 120° genutzt werden, das ist Mist. Selbst wenn wir annehmen, dass das Poti als analoges Bauteil unendliche Auflösung hat, durch Rauschen, die erwähnten Schwankungen in Komponenten, oder Digitalisierung ist die Auflösung eben nicht unendlich. Wenn man jetzt einen positions-geregelten Motor hat, dessen Wellenposition auf das Grad genau gemessen wird, der dann ein 1:100 Getriebe angeflanscht hat, dann reden wir auf einmal über ne Auflösung von nem hundertstel Grad...


> Dass so ein Servo mit einer Zusatzübersetzung von z.B. 1:100 noch vernüftig funktionieren würde, bezweifle ich stark

Kommt drauf an, wo das Poti sitzt ;-P


> Regler (P, PD, PID?)

Soweit ich weiß, verwenden die meisten Servos einen P-Regler. Zumindest von CTIs Servoelektronik weiß ich das. Mit Arduino habe ich auch PI implementiert, aber ich hatte nicht viel Dynamik, deswegen zählt das glaube ich nicht.


> Dass eine Störgröße, wenn sie von der Regelgröße nicht unabhängig ist, dann doch das Reglerverhalten beeinflusst, ist eine andere Geschichte...

Ja, da hast Du zwar Recht, aber andererseits ist das der Standard-Betriebsfall eines Servos und deswegen finde ich das durchaus wichtig.

Tschöö
Jens