Optimierung Der Motor-Regelung - ZIMO MX695KV Betriebsanleitung

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Optimierung der Motor-Regelung

Das Fahrverhalten, insbesondere das Langsamfahren (das möglichst ruckelfrei sein soll), kann vor al-
lem durch folgende CVs beeinflusst werden:
CV #9 – Motoransteuerungsfrequenz und EMK-Abtastrate
Die Pulsbreitenansteuerung des Motors kann nieder- oder hochfrequent erfolgen. Die Niederfrequenz
(30 bis 159 Hz) ist nur mehr in einigen Fällen von sehr alten Motoren (z.B. Allstrom-Typen ohne Per-
manentmagnet) zweckmäßig, Hochfrequenz (Default, 20 kHz bzw. 40 kHz laut CV #112) ist hinge-
gen geräuscharm und motorschonend.
Die Motoransteuerung wird jedoch auch bei Hochfrequenz periodisch unterbrochen (50 bis 200
Mal/sec), um durch Messung der "Gegen-EMK" (Generatorspannung des mit Schwung weiterlaufen-
den Motors) die Ist-Geschwindigkeit zu messen. Je häufiger diese „Messlücke" stattfindet (EMK-
Abtastrate), desto besser ist es für die Regelung, aber es entstehen auch umso mehr Energie-Verlust
und Antriebsgeräusch. Standardmäßig variiert diese Abtastrate automatisch zwischen 200 Hz (bei
Langsamfahrt) und 50 Hz (bei Maximalfahrt).
Die CV #9 bietet die Möglichkeit, sowohl die Abtastrate (Zehner-Stelle) als auch die Länge der Mess-
lücke (Einer-Stelle) auf individuell gewählte Werte einzustellen; Default-Wert 55 bedeutet mittlere Ein-
stellung.
CV #56 – Die PID-Regelung
I
P
Durch die Gewichtung der roportional- ntergral-
tortyp, Fahrzeuggewicht, usw. abgestimmt werden. In der Praxis kann auf die Variation des Differenti-
al-Wertes verzichtet werden.
Die CV #56 bietet die Möglichkeit, sowohl den Proportionalwert (Zehner-Stelle) als auch den Integral-
Wert (Einer-Stelle) auf individuell gewählte Werte einzustellen; Default-Wert 55 bedeutet mittlere Ein-
stellung, wobei hier eine gewisse automatische Justierung durch die Decoder-Software erfolgt.
CV Bezeichnung Bereich Default Beschreibung
55
Hochfre-
quenz,
mittlerer
Motoransteuerungs-
Abtast-
periode
Algorith-
mus.
bzw. -frequenz
frequenz,
und
mittlerer
#9
EMK-Abtast-
01 - 99
Algorithmus
algorith-
Hoch-
(Abtastrate,
frequenz
Messlücke)
mit modi-
fiziertem
Abtast-
Total PWM period
Algorith-
mus
Großbahn-Sound-Decoder MX695, MX696, MX697, MX699
D
ifferential - Werte kann das Regelverhalten auf Mo-
= 55 : Default-mäßige Motoransteuerung mit Hochfre-
quenz (20 / 40 kHz), mittlerer Abtastrate der Motor-EMK-
Messung, die automatisch von 200 (Langsamfahrt) bis
50 Hz variiert, und mittlerer EMK-Messlücke.
<> 55 : Modifikation der automatischen Optimierung,
jeweils getrennt nach Zehnerstelle (für Abtastrate)
55
und Einerstelle (Messlücke).
Hoch-
Zehnerstelle 1 - 4: Abtastrate begrenzt gegenüber
default-mäßiger (weniger Antriebsgeräusch!)
Zehnerstelle 6 - 9: Abtastrate höher als default-
Abtast-
mäßige (eine Maßnahme gegen Ruckeln!)
Einerstelle 1 - 4: EMK-Messlücke kürzer als
mus
default-mäßig (gut bei Faulhaber, Maxxon, ..
weniger Antriebsgeräusch, mehr Leistung)
Einerstelle 5 - 9: EMK-Messlücke länger als
default-mäßig (ev. nötig bei 3-pol-Motor o.ä.)
Typische Versuchsreihen bei Ruckel-Problem:
CV #9 = 55 (default)  83, 85, 87, ...
CV #9 = 55 (default)  44, 33, 22, ...
= 255 - 178: Niederfrequenz (nur für alte Motoren!) –
255-176
#9 Nieder-
frequenz
Spezielle ZIMO
#112 0 - 255
Konfigurationsbits
00000100
also Bit 5 = 0
55
mittlere
P- und I- Wert
PID
#56 Einstellung
der
EMK-Lastaus-
gleichsregelung
01 - 199
modifizierte
Einstellung
Empfehlungen für Optimierungsversuch (falls Default-Einstellungen nicht befriedigend sind):
Fahrzeug, Antriebsart CV #9
LGB-Lok mit Bühler-Motor(en) (55)
Lok mit Faulhaber-Motor (Maxon) 12
Märklin Spur 1 (z.B. V100) 65
PIKO VT98 (leichte Bauweise) 91
PIKO Taurus (relativ schwer) 64
DEMKO Herkules, Spur 0 71
Ein Tipp zum Vorgehen, um die optimale Einstellung der CV #56 zu finden:
Periode nach Formel "131+ mantisse*4)*2exp". Bit 0-4 ist "man-
tisse", Bit 5-7 ist "exp". Motorfrequenz ist Reziprokwert-Periode.
Beispielswerte: CV #9 = 255: Motorfrequenz 30 Hz,
CV #9 = 208: Motorfrequenz 80 Hz,
CV #9 = 192: Motorfrequenz 120 Hz.
Bit 0 = sollwertabhängige(0) oder lastabhängige Ge-
räuschkennlinie(1), Kennlinie in CV#137-#139 definiert.
Bit 1 = 0: Normales Quittungsverfahren.
= 1: Hochfrequenz-Hochstromimpulse
Bit 2 = 0: Zugnummernimpulse ausgeschaltet
= 1: ZIMO Zugnummernimpulse aktiv
Bit 3 = 0: 12-Funktions-Modus
4 =
= 1: 8-Funktions-Modus
Bit 4 = 0: kein Pulskettenempfang
= 1: Pulskettenempfang (für alte LGB System)
(20 kHz)
Bit 5 = 0: Motoransteuerung mit 20 kHz
... mit 40 kHz
= 1:
Bit 6 = 0: normal (siehe auch CV #29)
= 1: „Märklin-Bremsmodus"
= 55: Default-mäßige Motoransteuerung
durch mittlere PID-Parameter.
= 0 - 99: modifizierte Einstellungen für „normale"
Motoren (Bühler, etc.)
= 100 - 199: modifizierte Einstellungen für Glocken-
anker-Motoren (Faulhaber, Maxon, usw.)
Zehnerstelle 1 - 4: Proportional-Wert der PID-Regelung
reduziert gegenüber Default-Einstellung
55
Zehnerstelle 6 - 9: Proportional-Wert der PID-Regelung
erhöht gegenüber Default-Einstellung
Einerstelle 1 - 4: Integral-Wert der PID-Regelung
reduziert gegenüber Default-Einstellung
Einerstelle 6 - 9: Integral-Wert der PID-Regelung
erhöht gegenüber Default-Einstellung
Typische Versuchsreihe bei Ruckel-Problem:
CV #56 = 55 (default)  33, 77, 73, 71, ..
CV #56 Bemerkungen
Die Default-Einstellungen sorgen meistens bereits für
(55)
ein gutes Fahrverhalten.
Relativ seltene und kurze Messlücken, „weiche" Nach-
111
regelung, spezielle Fauhaber-Prozdur, geräuscharm!
Leicht überdurchschnittliche Messlücken, aber auch
12
„weiche" Nachregelung.
Hohe Abtastrate (aber kurze Messlücken), hoher P-
91
Wert (aber nicht I-Wert).
Geringfügig erhöhte Abtastrate und geringfügig erhöh-
63
ter P-Wert (zwischen LGB und PIKO VT98).
141
Erhöhte Abtastrate, ansonsten Faulhaber-typisch.