Wie geht man am sinnvollsten bei der Optimierung des Strom-, Drehzahl- und Lagereglers eines Servoantriebssystems vor?

Antwort der Redaktion

Servoantriebe weisen im allgemeinen eine Kaskadenstruktur der Regelkreise auf. Diese Struktur hat den Vorteil, dass die Optimierung in mehreren, aufeinander aufbauenden Schritten erfolgen kann:

1. Optimierung der Stromregelung (PI-Regler)
   Die Optimierung der Stromregelung führen digitale Stellgeräte oft selbständig aus. Vorteilhaft ist eine Optimierung nach dem "Betragsoptimum", die ein gutes Führungsverhalten hervorruft.
   
   
2. Optimierung der Drehzahlregelung (PI-Regler)
   Die Optimierung der Drehzahlregelung führen digitale Stellgeräte zum Teil selbständig aus. Vorteilhaft ist eine Optimierung nach dem "Symmetrischen Optimum", die ein gutes Störverhalten sicherstellt. Schwankungen im Lastmoment werden gut unterdrückt und wirken sich minimal in der Drehzahl aus. Bezüglich der Führungsverhaltens ist die Einstellung der Reglerparameter nach dem "Symmetrischen Optimum" allerdings nicht optimal. Sie führt bei Sollwertsprüngen zu einem starken Überschwingen des Drehzahlistwertes. Durch ein Führungsgrößenfilter (PT1-Glied) kann das Führungsverhalten aber ebenfalls optimiert werden.
   
   
3. Optimierung der Lageregelung (P-Regler)
   Die Optimierung der Lageregelung erfolgt ebenfalls nach dem "Betragsoptimum" auf optimales Führungsverhalten.

Die Dynamik der einzelnen Regelkreise nimmt von der Stromregelung über die Drehzahlregelung zur Lageregelung ab. Eine dynamische Lageregelung ist also nur möglich, wenn die unterlagerte Strom- und Drehzahlregelungen ebenfalls sehr dynamisch sind.

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