Beispiel 7.9: Simulation des Lageregelkreises in einem Servoantrieb

Meist werden Bewegungsachsen von Werkzeugmaschinen oder Robotern von Servorantrieben angesteuert, die den kompletten Lageregelkreis, also nicht nur Drehzahl- und Stromregelung, sondern auch den Lageregler in der Ansteuerelektronik ausführen. Das MC-System gibt dann nur die gewünschte Soll-Position vor und erhält Rückmeldungen über die aktuelle Beschleunigung, Geschwindigkeit und Position der Achse. Außerdem können die Lage-, Drehzahl- und Stromregler im MC-System parametriert werden. Deshalb soll in diesem Beispiel der Servoantrieb simuliert werden, um das Verhalten des Lageregelkreises analysieren zu können.

Im Projekt B7_9_Lageregelung.project^1,2) wurde der Funktionsbaustein SIM_Servo entwickelt, der die Regelstrecke durch die Funktionsbausteine SIM_PT1 für den Stromsteller, SIM_PT1 für den Motor und SIM_I für das Getriebe simuliert. Außerdem wird der Funktionsbaustein TYP_PID jeweils für Lage-, Drehzahl- und Stromregler verwendet.

Dieses Video zeigt, wie sich das Projekt sich in der Simulation testen lässt, indem man in den Regler-Faceplates der Visualisierung  zunächst zur Inbetriebnahme des Stromregelkreises nur den Stromregler in AUTomatik schaltet und seinen Sollwert durch den manuellen Stellwert des Drehzahlreglers vorgibt.

Zur Einstellung der Reglerparameter wird zunächst der Stromregelkreis in AUT geschaltet, während die beiden anderen Regler in der Betriebsart manuell bleiben. Der Sollwert wird dabei durch den manuellen Stellwert MV_MAN des vorgeschalteten Drehzahlreglers vorgegeben. Danach schaltet man in gleicher Weise den Drehzahlregler hinzu und schließlich auch den Lageregler. Die Reglerparameter werden mit Hilfe von Sprungantworten, wie in Übung 7.2 gezeigt, ermittelt.