Het Elektor forum gaat sluiten. Zie ook deze link. Vanaf vrijdag 15 maart is het niet langer mogelijk om in te loggen op het forum. Wel blijft de inhoud van het forum nog zichtbaar tot het einde van de maand maart. Per 1 april gaat het forum definitief uit de lucht.

PI regeling met opamp(s)

Theorie en praktijk horen bij elkaar

Postby walbeek » Fri Dec 21, 2012 12:00 am

Hoi allemaal,

IK heb een stuursignaal van 0-6V. Hiermee wordt een klep gestuurd via een omzetter van 0-6 naar 0-24V. In de praktijk blijkt de klep niet helemaal te sluiten en moet het stuursignaal -0,2 tot 5,8 volt zijn.
Hiervoor gebruik ik een opamp als verschilversterker met een kleine spanning op de negatieve ingang en het stuursignaal op de positieve ingang.
Nu zou ik de 0-24V spanning van de klep via een spanningsdeler willen terugkoppeling zodat verschillen worden gecompenseerd.
Hierdoor zou een PI regeling ontstaan, maar hier loop ik vast.
Kan iemand me op weg helpen met een voorbeeld van een PI regeling? Google levert helaas weinig op, evenals datasheets en application notes.

Rinie
walbeek
 
Posts: 191
Joined: Thu Jan 02, 2014 3:27 pm

Postby petrus bitbyter » Fri Dec 21, 2012 12:00 am

Als Us je stuursignaal is en Ur je regelspanning moet de omzetter in dit geval de volgende bewerking uitvoeren:

Ur=4*(0,2+Us)

Als dat niet het geval is, deugt je omzetter niet. Over PI regeling kun je pas spreken als je op één of andere manier de stand van de klep kunt vaststellen en aan de hand daarvan Ur kunt aanpassen. De gewenste klepstand wordt dan vertegenwoordigd door Us. Deze vergelijk je met de gemeten klepstand. Met het verschil regel je dan Ur zodanig dat het verschil nul wordt.

petrus bitbyter
petrus bitbyter
 
Posts: 663
Joined: Thu Jan 02, 2014 3:27 pm

Postby walbeek » Thu Dec 27, 2012 12:00 am

Hoi Petrus,

Bedankt voor je reactie. De besturing levert wel 0-6 volt. Die wordt aangeboden op een regeling van de klep, die zet 0-6 volt om in 0-24 volt. Hiermee wordt de stand van de klep geregeld. Op deze regeling moet echter -0,2 volt tot 5,8 volt worden aangeboden om te regelen van helemaal open naar helemaal dicht.
Met een opamp heb ik dus de spanning iets verschoven, met een negatieve spanning (-0,2 volt) op de inverterende ingang. De spanning is dan dus wat lager. Het stukje tussen -0,2 en 0 volt is echter niet goed te regelen.
Wal ik zou willen doen, is de spanning van 0-24 volt op de klep terug halen op de opamp. (via een spanningsdeler naar 0-6 volt omzetten bijvoorbeeld) Dan zou de spanning van -0,2 op de inverterende ingang afhankelijk moeten worden van een verschil tussen de spanning uit de besturing en de spanning vanaf de klep.
Over het algemeen heeft een Integrerende regelaar een condensator in de terugkoppeling. Ik ben er echter nog niet uit hoe ik de schakeling moet opbouwen verder.
Ik heb een schetsje gemaakt met 2 opamps, waarbij de ene het verschil tussen de beide ingangen op de uitgang heeft. Dat is dus ongeveer 0,2 volt. Die spanning bied ik aan op de tweede opamp aan de negatieve ingang. Op de positieve komt het stuursignaal.
Ik heb wat onderdelen besteld om hier aan te meten. (duurt wat lang in deze periode
Wat ik echter zoek is een voorbeeld schema van een complete PI regeling.

Rinie
walbeek
 
Posts: 191
Joined: Thu Jan 02, 2014 3:27 pm

Postby anneo » Thu Dec 27, 2012 12:00 am

Blijft maar 'n raar verhaal.Om van 0...6V naar 0...24V te komen zit daar dus een 4x versterker tussen.Als blijkt dat je niet 0..6 maar 0,2...5,8V moet aanbieden dan zit er een offset-fout in de 4x versterker.
Heeft verder niks met regelen te maken,die is er door de uit met 4x in te vergelijken en bij te stellen (tegenkoppeling).
PID regelingen is iets anders.Proportioneel is gewoon de uit verandert en daardoor verander de in om dat tegen te gaan.
Differencierend geeft een overdreven reaktie om sneller te zijn met de kans door te schieten, waarbij dan Integrerend kijkt hoeveel er al gedaan is om niet door te schieten.Een goed uitgekiend samenspel kan de regeling dan snel maken zonder (te)veel er naast te zitten.
Anne
anneo
 
Posts: 1339
Joined: Thu Jan 02, 2014 10:36 am

Postby petrus bitbyter » Fri Dec 28, 2012 12:00 am

Walbeek...
Wat ik echter zoek is een voorbeeld schema van een complete PI regeling.
...


Voor wat je wilt bereiken heb je niets aan een regelaar. Je weet de ingansspanning en je weet wat de benodigde uitgansspanning is. In mijn woorden: Het stuursignaal dat je hebt is een gelijkspanning tussen 0V en 6V. De ingang van de klepsturing heeft een spanning tussen -0,2V en 5,8V nodig om van 0V tot 24V uit te sturen. Het enige dat je daarvoor hoeft te doen, is 0,2V van het stuursignaal aftrekken. Om dat te bereiken volstaat een klassieke verschilversterker. Zie hieronder.
                               +12V                              |                       ___    |                   +--|___|---)-----+                   |    10k   |     |                   |          |     |                   |          |     |             __10k |        |\|     |   +0,2V----|___|--+--------|-\     |             ___            |  >----+---- 0tot6V-----|___|-----+-----|+/   -0,2tot+5,8V               10k    |     |/|                      |       |                     .-.      |                     | |      |                     | |      |                     '-'10k   |                      |       |                      |       |      GND-------------+-------)---------                              |                              |                               -12Vcreated by Andy´s ASCII-Circuit v1.24.140803 Beta www.tech-chat.de 

Merk op dat je door +0,2V aan de inverterende ingang toe te voeren, de uitgangsspanning 0,2V lager maakt.
Verder heb je in de praktijk met niet-ideale componenten te maken. De meest gebruikte weerstanden hebben een tolerantie van 5%, opamps hebben altijd wel enige offsetspanning enzovoorts. Het kan daarom handig zijn de 0,2V over een klein gebied regelbaar te maken bijvoorbeeld van 0,1V tot 0,3V. Als de klep bij -0,2V goed sluit, zal hij bij -0,3V ook wel goed sluiten. Daarnaast zou je de versterking iets kunnen vergroten. Die staat hierboven op 1x maar je zou er ook 1,05x van kunnen maken. Als de klep bij 5,8V helemaal open staat, zal dat bij 6,1V ook nog wel het geval zijn.

Hoe dat in de praktijk uitwerkt, is een kwestie van experimenteren.

petrus bitbyter
petrus bitbyter
 
Posts: 663
Joined: Thu Jan 02, 2014 3:27 pm


Return to Elektronica algemeen

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest