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Neuer Abschnitt in Simulink für Dummies

Regelung der Drehzahl in Beispiel 1
Um unserer DC-Maschine eine Regelung zu verpassen, ist es sinnvoll, einen neuen Block aus dem Modell zu machen. Er sollte die Klemmenspannung u als Eingang haben und die mechanische Drehzahl als Ausgang und der vollständigkeit halber den Strom ebenfalls. Man erreicht dies, indem man den gesamten Teil des Modells, den man in einen Block packen möchte, mit der Maus markiert, rechtsklickt und "Create Subsystem" auswählt. Das Modell sieht dann schliesslich so aus:



Sieht toll aus, nicht wahr? Nun, jetzt brauchen wir noch einen Regler und die Rückkopplung des Regelkreises. In der Praxis müsste die Drehzahl des Motors jetzt irgendwie gemessen werden. Unser virtueller Sensor habe jedoch der Einfachheit halber die Übertragungsfunktion 1, deshalb können wir ihn weglassen. Unser Drehzahl-Regelkreis sieht nun so aus:



Der PID-Regler befindet sich in der Bibliothek "Simulink-Extras". Nun müssen wir "nur" noch die Reglerparameter einstellen. Alleine darüber könnte man ein ganzes Buch schreiben, deshalb sei an dieser Stelle auf einschlägige Literatur verwiesen. Wir simulieren 2 Fälle, einmal mit und einmal ohne Überschwingen. Die Solldrehzahl betrage zuerst 10, nach 10s 20 1/s. Hier sind die Ergebnisse:



Man sieht die Überschwinger ganz deutlich. Nach der Ausregelzeit ist die Regelabweichung beinahe verschwunden. Man sieht ebenfalls, dass der Motor viel Strom benötigt, um die gewünschten Drehzahländerungen zu bewerstelligen. Hier wird Gleichung (2) aus Abschnitt "Beispiel 1" deutlich.

Die zweite Simulation, diesmal mit einem Regler ohne Überschwingen:



Auch hier ersichtlich sind die Stromspitzen. Der Regler braucht diesmal deutlich weniger Zeit, um die gewünschte Drehzahl zu erreichen.
 
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