Identifikation nichtlinearer mechatronischer Systeme mit ...

Drosselklappenwinkel ϕDK[rad]
ag replacements
mit
146 5 Identifikation und Regelung einer Drosselklappe
zulässige Motormoment der Drosselklappe nicht überschritten wird. Außerdem wurde
während der Versuche der Verbrennungsmotor nicht angetrieben, so dass Einflüsse
des Luftmassenstromes auf die Drosselklappe ausgeschlossen werden können.
PID-Regler
Zunächst wird der einschleifige PID-Regler untersucht. Abbildung 5.25 zeigt einen
Sollwertsprung auf 1,0 rad bei niedriger Reglerverstärkung, Abbildung 5.26 zeigt
ebenfalls einen Sollwertsprung auf 1,0 rad, allerdings bei einer hohen Reglerverstärkung.
1.2
1.15
1.1
1.05
1
0.95
0.9
1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3
Zeit [s]
ϕ ∗ DK
ϕ DK
Abb. 5.25: Sprungantwort des PID-
Regelkreises mit KP = 5, KD = 0.12
Drosselklappenwinkel ϕDK[rad]
PSfrag replacements
mit
1.2
1.15
1.1
1.05
1
0.95
0.9
1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3
Zeit [s]
ϕ ∗ DK
ϕ DK
Abb. 5.26: Sprungantwort des PID-
Regelkreises mit KP = 50, KD = 0.6
Bei niedrigem P- und D-Anteil zeigt sich ein großes Überschwingen. Dieses Überschwingen
kann durch Erhöhen des P- und D-Anteils verringert werden. Wie allerdings
unter Kapitel 5.6.1 bereits erwähnt, führt diese Maßnahme zu einem stärkerem
Rauschen. Dieser Effekt ist in Abbildung 5.28 zu sehen: Bei höherer Reglerverstärkung
ergibt sich ein wesentlich stärkeres Rauschen auf dem Ankerstrom IA.
Hier ist insbesondere der D-Anteil kritisch. Das stärkere Rauschen des Ankerstroms
macht sich unter anderem durch Geräusche der Drosselklappe bemerkbar, ein Zeichen
für das Schwingen/Vibrieren des Gleichstrommotors und des Getriebes der
Drosselklappe. Die abgebildeten Ströme sind dabei die Ströme, nachdem der Ausregelvorgang
abgeschlossen ist, d. h. die Drosselklappe sollte nicht mehr in Bewegung
sein.