Drehzahl- und Spannungsregelung

System

Die Versuche werden mit Experimentierplatten im Profilrahmen aufgebaut. Mit dem Profi-CASSY werden die Regelstrecke oder der Regelkreis angesteuert und die interessierenden Messwerte aufgenommen.

Lernziele

• Erkennen regelungstechnischer Grundprinzipien 
• Führungs- und Störungsregelung 
• Umgang mit Auswerte- und Simulationssoftware 

Funktion

Der Maschinensatz 10 W besitzt zwei Gleichstrommaschinen mit Permanenterregung und eine elektronisch steuerbare Last. Die Maschinen sind an ihren Wellen mechanisch miteinander verbunden und bilden eine Motor-Generatoreinheit. Mit der elektronisch steuerbaren Last werden Belastungskennlinien aufgenommen und Störeingriffe bei Drehzahl- und Spannungsregelung untersucht. Antriebsmaschine und Last werden direkt aus dem vorgeschalteten Regler angesteuert. Ein externes Stellglied ist dazu nicht nötig. Durch ein zuschaltbares Vorfilter erhält der Maschinensatz 10 W das dynamische Verhalten wie ein großer Maschinensatz.

Methode

Die Ausstattung ist gleichermaßen geeignet für Demonstration und Schülerversuch. Die Durchführung der Versuche erfolgt mit einem elektronischen Handbuch und den Messdateien für CASSY Lab 2 und WinFACT. Dabei gilt Plug & Play: Die Versuche starten nach Aufruf der Messdatei automatisch.

Zielgruppen

Berufsausbildung Elektrotechnik in Handwerk und Industrie und Studierende der Fachrichtungen Automatisierungstechnik und Mechatronik angesprochen. Der Kurs bietet sowohl Einstiegsversuche auf einfachem Niveau als auch anspruchsvolle Themen für die Bachelorausbildung.

Themen

• Kennlinie der Temperaturregelstrecke 
• Aufnahme der Sprungantwort 
• Betragsoptimum, die Ersatzregelstrecke 
• Technische Regler 
• Regler im Grenzbereich 
• Empirische Dimensionierung von Reglern 
• Reglerentwurf bei bekannten Zeitkonstanten der Regelstrecke 
• Reglerentwurf durch Pol-Nullstellenkompensation, KR-Bestimmung im Batch-Lauf 
• Reglerentwurf durch numerische Optimierung 
• Faustformelverfahren 
• Führungs- und Störungsregelung mit elektronischem Regler 
• Temperaturregelung mit Softwareregler 
• Temperaturregelung mit blockorientierter PC-Simulation 
• Temperaturregelung mit Zweipunktregler, Einfluss der Hysterese 
• Zweipunktregler mit verzögerter Rückführung 
• Zweipunktregler mit verzögert nachgebender Rückführung 
• Temperaturregelung mit Dreipunktregler 
• Regelkreismodellierung