Zur Software habe ich mir auch schon so einige Gedanken gemacht. Vor ca. zwei Jahren habe ich eine analoge ECU mit digitaler Überwachung und Startup-Sequencer für ein 160PS Wellenleistungs-Triebwerk gebaut (werkelt nun in einem zweisitzigen UL-Hubschrauber). Die Input-Signale sind wie bei unseren kleinen Turbinen Drehzahl und Temperatur sowie ein Analogsignal zur Sollwertvorgabe der Drehzahl. Das entscheidende bei der Drehzahlmessung ist, dass man hier so kurz integrieert wie nur möglich, deshalb habe ich eine reziproke Messung gemacht (Periodendauermessung) mit nachfolgender linearisierung. Diese Schaltung ist ziemlich trickreich, funktioniert aber hervorragend. Dann kommt ein kleiner "Analogrechner", der einen Proportional-Differentialregler enthält und zusätzlich über eine Abregelfunktion bei Übertemperatur sowie eine Minimum-Flow-Einstellung verfügt, damit beim Drosseln die Brennkammer nicht verlischt. Dieses System arbeitet so gut, dass die Drehzahl regelrecht auf dem Sollwert "einrastet", ohne merkliche Überschwinger oder verzögerte Beschleunigung. Einfach perfekt!
Und davon würde ich nun gerne rein Digital die softwaremäßige Regelung in der ECU ableiten. Grundsätzlich würde ich (im Gegnsatz zu Toby) "das Pferd lieber von hinten aufzäumen". Will heissen, zunächt mache ich mir Gedanken, wie oft ich die Hauptregelschleife pro Sekunde durchlaufen will, damit ich eine möglichst stabile Regelung bekomme. Und da meine ich, dass, anders als von Toby vorgeschlagen, rund 16Hz bei weitem nicht ausreichen. Ich tendiere eher dazu, mindestens mit 50Hz oder noch mehr zu interpolieren. Der Vorteil einer rein analogen Lösung ist nämlich die zeitlich nicht quantisierte Verarbeitung.
Dabei brauche ich pro Schleifendurchlauf nur einmal die Drehzahl zu messen, und vielleicht bei jedem fünften Durchlauf zusätzlich die Analogwerte (Abgastemperatur, Betriebsspannung undwasweißichsonstnoch) sowie den RC-Eingang. Das Problem bei jeder Regelung ist nämlich, dass ich erst reagieren kann, wenn sich der Istwert gegenüber dem Sollwert geändert hat. D.H. ich hinke mit meiner Regelung dem tatsächlichen Geschehen immer etwas hinterher. Und je größer diese Zeitliche Verzögerung ist, um so größer ist die ggf. nötige Korrektur. Damit es nun nicht zur Überreaktion kommt, muss ich, abhängig von der Zykluszeit meiner Regelschleife, das Korrektursignal nur sehr langsam erhöhen, was wiederrrum die Reaktionsgeschwindigkeit der gesamten Regelung einschränkt. Aus diesem Grund würde ich die hohe Zyklusfrequenz bevorzugen. Evtl. kann man sogar ohne feste Zykluszeit in der Hauptregelschleife arbeiten und proportional zur Periodendauer der Drehzahl (in einem gewissen Bereich) arbeiten. Wenn wir allerdings die Kolibri-Turbine mit max. 250.000 1/min regeln wollen, wird das so nicht mehr funktionieren.
Ich werde mir wohl mal einen "Turbinensimulator" bauen, um in der Anfangsphase nicht immer das Damoklesschwert über der "echten" Feuerdose hängen sehen zu müssen...
Viele Grüße,
Thomas