Analoge regelaars: verschil tussen versies
(Nieuwe pagina aangemaakt met 'Category:Regelsystemen{{Knoppen}} <noinclude><!------------------------------------------------ * LEES DIT EERST !!! * Via dit vak kunt u de inh...') |
|||
| Regel 1: | Regel 1: | ||
[[Category:Regelsystemen]]{{Knoppen}} | [[Category:Regelsystemen]]{{Knoppen}} | ||
| − | + | ||
| − | + | [[Bestand:Gesloten regelsysteem.png|thumb|250px|Voorbeeld van een gesloten regelsysteem met een regelaar]] | |
| − | + | De '''regelaar''' of [[Controllers|controller]] van een dynamisch systeem zorgt ervoor dat de toestand van het systeem bijgestuurd wordt als de gemeten waarde van een "uitgang" van dat systeem afwijkt van de gewenste waarde. De regelaar vergelijkt voortdurend die gemeten waarde met de gewenste waarde (of ''streefwaarde'') en afhankelijk van het verschil—het foutsignaal —gaat hij een corrigerende actie op het systeem uitvoeren door de grootte van het actuatorsignaal te veranderen. Regelaars bestaan zowel in analoge vorm (bijvoorbeeld door stroomsignalen in een [[4..20mA regelingen|4-20 mA]] lus) als in [[Digitale regelaars|digitale]] vorm (door omzetting van de sensor- en actuatorsignalen naar en van digitale waarden door analoog-digitaalomzetters en DA-converters). Het meest gebruikte regelalgoritme is de [[PID regelaars|PID-regelaar]], maar er bestaan ook andere zoals [[Regelsystemen]] op basis van fuzzy logic. Moderne computergestuurde regelaars berekenen hun acties aan de hand van wiskundige modellen van het dynamisch gedrag van het systeem. | |
| − | + | ||
| − | * | + | |
| − | * | + | == Terugkoppeling/voorwaartse koppeling== |
| − | * | + | De meeste toegepaste regelingen maken gebruik van terugkoppeling (zie figuur): de uitgang wordt vergeleken met een streefwaarde. Dit betekent dat als er een traagheid in het systeem zit( dat wil zeggen het kan enige tijd duren voordat de regelactie een veranderde uitgang oplevert) het regelsysteem ook traag is of hiervoor moet compenseren. Sommige systemen gebruiken voorwaartse koppeling (al dan niet tezamen met terugkoppeling). Deze voorwaartse koppeling is een regelactie gebaseerd op de voorspelling van het gedrag van het systeem, zoals berekend uit het wiskundige systeemmodel. Voorwaartse koppeling resulteert in een snellere reactie van het systeem, maar is slechts zo betrouwbaar als het gebruikte systeemmodel; dit laatste is vaak moeilijk te bepalen in de praktijk. |
| − | * | + | |
| − | * | + | |
| − | * | + | == Basisbegrippen == |
| − | * | + | * '''Terugkoppelconstante'''. |
| − | * | + | * '''Stabiliteit'''. Een regelaar is stabiel indien de regelfout uiteindelijk kleiner blijft dan een gewenste waarde. De stabiliteit van een regelaar kan beïnvloed worden door heel wat factoren, zoals de terugkoppelconstanten van de regelaar. |
| − | * | + | * '''Gesloten lus bandbreedte'''. |
| − | + | * '''Dode tijd'''. | |
| − | + | * '''Stapresponsie'''. De figuur toont het resultaat van een stapactie (= een plotse verandering van het actuatorsignaal van de regelaar van de ene constante waarde naar een andere) op het gedrag van een systeem. We onderscheiden enkele begrippen: | |
| − | + | **D = Grootte van het eerste maximum | |
| − | + | **Wenswaarde = Grootte van de stap | |
| − | + | **C = Grootte van de uitgang wanneer de overgang gedaan is | |
| + | **D=D1 = Doorschot in % = <math> \frac {D-C} {C} \cdot 100\% </math> | ||
| + | **D2 = Grootte van het tweede maximum **Decay ratio = = <math> \frac {D2} {D1} </math> | ||
| + | **top = Tijd 0 tot 100% van de regimewaarde (!!!) **tp = Tijd tot het eerste maximum | ||
| + | **ts,2% = Tijd die nodig is om binnen 2% van de eindwaarde te komen | ||
| + | [[Bestand:Regelaar voorbeeld.png|center|800px]] | ||
| + | |||
| + | |||
| + | == Begripsverwarring == | ||
| + | Een veelgemaakte fout is dat mensen het begrip 'sturen' en 'regelen' verwarren. Wat hierboven staat beschreven is 'regelen'. Bijvoorbeeld, een centrale verwarming die de temperatuur op 23°C houdt. De thermostaat staat op 23°C (streefwaarde), het is 18°C (gemeten waarde) en de verwarming gaat in werking treden. De thermostaat is dan de regelaar. De ruimte rondom is het systeem. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ==Bronnen== | ||
| + | |||
| + | [http://nl.wikipedia.org/wiki/Regelaar Wikipedia Regelaar] | ||
Versie van 22 nov 2012 om 02:04
De regelaar of controller van een dynamisch systeem zorgt ervoor dat de toestand van het systeem bijgestuurd wordt als de gemeten waarde van een "uitgang" van dat systeem afwijkt van de gewenste waarde. De regelaar vergelijkt voortdurend die gemeten waarde met de gewenste waarde (of streefwaarde) en afhankelijk van het verschil—het foutsignaal —gaat hij een corrigerende actie op het systeem uitvoeren door de grootte van het actuatorsignaal te veranderen. Regelaars bestaan zowel in analoge vorm (bijvoorbeeld door stroomsignalen in een 4-20 mA lus) als in digitale vorm (door omzetting van de sensor- en actuatorsignalen naar en van digitale waarden door analoog-digitaalomzetters en DA-converters). Het meest gebruikte regelalgoritme is de PID-regelaar, maar er bestaan ook andere zoals Regelsystemen op basis van fuzzy logic. Moderne computergestuurde regelaars berekenen hun acties aan de hand van wiskundige modellen van het dynamisch gedrag van het systeem.
Inhoud |
Terugkoppeling/voorwaartse koppeling
De meeste toegepaste regelingen maken gebruik van terugkoppeling (zie figuur): de uitgang wordt vergeleken met een streefwaarde. Dit betekent dat als er een traagheid in het systeem zit( dat wil zeggen het kan enige tijd duren voordat de regelactie een veranderde uitgang oplevert) het regelsysteem ook traag is of hiervoor moet compenseren. Sommige systemen gebruiken voorwaartse koppeling (al dan niet tezamen met terugkoppeling). Deze voorwaartse koppeling is een regelactie gebaseerd op de voorspelling van het gedrag van het systeem, zoals berekend uit het wiskundige systeemmodel. Voorwaartse koppeling resulteert in een snellere reactie van het systeem, maar is slechts zo betrouwbaar als het gebruikte systeemmodel; dit laatste is vaak moeilijk te bepalen in de praktijk.
Basisbegrippen
- Terugkoppelconstante.
- Stabiliteit. Een regelaar is stabiel indien de regelfout uiteindelijk kleiner blijft dan een gewenste waarde. De stabiliteit van een regelaar kan beïnvloed worden door heel wat factoren, zoals de terugkoppelconstanten van de regelaar.
- Gesloten lus bandbreedte.
- Dode tijd.
- Stapresponsie. De figuur toont het resultaat van een stapactie (= een plotse verandering van het actuatorsignaal van de regelaar van de ene constante waarde naar een andere) op het gedrag van een systeem. We onderscheiden enkele begrippen:
- D = Grootte van het eerste maximum
- Wenswaarde = Grootte van de stap
- C = Grootte van de uitgang wanneer de overgang gedaan is
- D=D1 = Doorschot in % = Parsen mislukt (Kan het programma texvc niet vinden; stel alles in volgens de beschrijving in math/README.): \frac {D-C} {C} \cdot 100\%
- D2 = Grootte van het tweede maximum **Decay ratio = = Parsen mislukt (Kan het programma texvc niet vinden; stel alles in volgens de beschrijving in math/README.): \frac {D2} {D1}
- top = Tijd 0 tot 100% van de regimewaarde (!!!) **tp = Tijd tot het eerste maximum
- ts,2% = Tijd die nodig is om binnen 2% van de eindwaarde te komen
Begripsverwarring
Een veelgemaakte fout is dat mensen het begrip 'sturen' en 'regelen' verwarren. Wat hierboven staat beschreven is 'regelen'. Bijvoorbeeld, een centrale verwarming die de temperatuur op 23°C houdt. De thermostaat staat op 23°C (streefwaarde), het is 18°C (gemeten waarde) en de verwarming gaat in werking treden. De thermostaat is dan de regelaar. De ruimte rondom is het systeem.
