Kann Gantry-System ohne Reglerentkopplung in den Gleichlauf gebracht werden?
Hallo, es geht um eine Gantry-Achse, bei der bisher beide Seiten mit separaten Messsystemen und PID-Reglern in Position gehalten werden. D.H. beide Seiten arbeiten selbstständig völlig unabhängig voneinander.
Ziel ist es nun, die Regelung so zu modifizieren, dass mechanischen Verspannungen entgegengewirkt wird, d.h. es muss die Differnez beider Messsysteme berücksichtigt werden.
Ist das ohne eine Entkopplungsnetzwerk möglich? In der Lieratur wird gerne eine neue Regelgröße der Differenz eingeführt und eine Reglerentkopplung entworfen.
Ich hätte die Idee, die Messsystemdifferenz beider Seiten so zu verwenden, dass sie jeweils zur Hälfte auf die Sollwerte der beiden Seiten draufaddiert werden.. und das mit entrgegengesetzeten Vorzeichen.
Das System fährt einer Trajektorie nach. D.h. eine Regelung ist auch während der Fahrt gegeben und nicht nur auf eine Zielposition geregelt
Es hat durch die Sollwert-Korrektur mit Gewichtung eine deutlich Verbesserung der Stromaufnahme gegeben. Beide Motoren werden dadurch nun nicht mehr heiß und eine aktive Regelung der Messsystem-Differenz kann möglicherweise noch bessere Ergebnisse liefern
2 Antworten
Es ist theoretisch möglich, ein Gantry-System ohne Reglerentkopplung in den Gleichlauf zu bringen, indem man die Differenz zwischen beiden Messsystemen als Regelgröße verwendet und diese in die Regelung beider Achsen einbezieht. Allerdings ist es wahrscheinlich, dass es bei dieser Methode zu unerwünschten Kopplungseffekten kommen kann, da Änderungen in einer Achse sich auf die andere auswirken können.
Eine bessere Lösung ist die Verwendung eines Entkopplungsnetzwerks, um die Auswirkungen von mechanischen Verspannungen zu minimieren. Durch die Verwendung von entkoppelten Regelkreisen für jede Achse wird es möglich, die Differenz zwischen den Messsystemen zu berücksichtigen, ohne dass unerwünschte Kopplungseffekte auftreten.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Differenzregelung zu implementieren, bei der die Differenz zwischen den beiden Messsystemen als Regelgröße verwendet wird. Eine solche Regelung kann auch während der Fahrt angewendet werden, um eine präzise Regelung der Positionen beider Achsen zu gewährleisten.
In jedem Fall ist es wichtig, die Auswirkungen der gewählten Regelung auf das Systemverhalten sorgfältig zu analysieren und zu überwachen, um sicherzustellen, dass das System stabil und zuverlässig funktioniert.
(...) bei der bisher beide Seiten mit separaten Messsystemen und PID-Reglern in Position gehalten werden. D.H. beide Seiten arbeiten selbstständig völlig unabhängig voneinander.
(...)
Ziel ist es nun (...) dass mechanischen Verspannungen entgegengewirkt wird,
Um die Regelgröße "Differenz" in 2 separate Systeme einfließen zu lassen, müssten beide Systeme ja ebenfalls miteinander kommunizieren (ihre Geschwindigkeit/Position der Gegenseite übermitteln), und wären damit genau genommen nicht mehr unabhängig. Kann man natürlich machen, man muss dann aufpassen, dass die Gegenseite nicht wiederum zu stark auf die Differenz reagiert, und das ganze wiederum zu schwingen anfangen kann. Ob es dazu ausreicht, einfach nur die Hälfte der Differenz zu nehmen (also nur den P-Anteil anzupassen), kommt auf das System insgesamt an (Trägheit), eventuell sind hier Korrekturen auch bei I und D nötig um eine bestmögliche Dämpfung zu haben.
Die einfachste Lösung wäre wohl, beide Seiten synchron über nur einen PID Regler und ein Positions-Messsystem laufen zu lassen und den Antrieb ohne möglichen Schlupf mit einer Schiene zu koppeln z.B. über Zahnrad und Zahnstange.
Ja, das stimmt. Wenn die beiden Systeme miteinander kommunizieren und ihre Geschwindigkeit/Position der Gegenseite übermitteln, sind sie nicht mehr vollständig unabhängig voneinander. Es kann zu unerwünschten Kopplungseffekten kommen, wenn eine Seite zu stark auf die Differenz reagiert und das System instabil wird.
Die Idee, nur den P-Anteil anzupassen und die Hälfte der Differenz zu verwenden, kann in bestimmten Fällen funktionieren, aber es hängt von der Dynamik des Systems ab. In einigen Fällen sind auch Anpassungen an den I- und D-Anteilen erforderlich, um das System optimal zu dämpfen.
Die Verwendung eines einzelnen PID-Reglers und eines Positions-Messsystems für beide Seiten, gekoppelt über eine Schiene, ist in der Tat eine einfachere Lösung. Eine solche Konfiguration kann die mechanische Kopplung zwischen den beiden Achsen minimieren und eine präzisere Positionierung ermöglichen.