Regler werden im Regelkreis zwischen der Regelabweichung und dem System eingesetzt. Die Eingangsgröße ist immer die Regelabweichung e = w – y, die Ausgangsgröße variiert je nach System. Üblicherweise steuert der Regler den Aktor im System an. Was immer dessen Eingangsgröße ist, ist immer die Ausgangsgröße des Reglers. Die Ziele des Regelkreises können nur durch die geschickte Auswahl des richtigen Reglertyps und dann die richtige Parametrierung erreicht werden. In diesem Kapitel werden Ihnen verschiedene Reglertypen vorgestellt.
Reglertypen
Die einfachsten Regler haben nur eine Verhaltensweise. Es gibt z. B. P-Regler, die nur P-Verhalten aufweisen. Der Regelungstechniker kann an so einem Regler nur einen Parameter verstellen: Das KP. Es kann auch ein reiner I-Regler eingesetzt werden. Dann kann nur KI variiert werden. Regelkreise mit mehr als einem Parameter sind kompliziert zu berechnen, deshalb wird für das Grundverständnis vom Verhalten eines geregelten Systems oft so ein einfacher Regler eingesetzt. Damit schränken wir uns aber unnötig ein. In der Praxis werden komplexere Regler verwendet, bei denen mehrere Parameter gleichzeitig eingestellt werden können.
Folgende Reglertypen werden in diesem Kapitel besprochen:
1. Regler mit einem Parameter
2. PID-Regler
3. Zweipunkt-Regler
Am Ende des Kapitels wird auf heuristische (experimentelle) Verfahren zur Parametrisierung eines PID-Reglers eingegangen.
Regler werden folgendermaßen kategorisiert:
Abhängig von der Sollwertvorgabe
– Festregler: Der Sollwert ist immer konstant (Organtemperatur)
– Folgeregler: Der Sollwert ändert sich (Geschwindigkeit des Autos)
– Zeitplanregler: Der Sollwert ändert sich über der Zeit vorhersehbar (Nacht-Reduktion des Sollwerts der Temperatur einer Heizung)
Abhängig vom Stellglied
– Stetige Regelung: Stellglied kann kontinuierlich verändert werden
– Diskrete Regelung: Das Stellglied kennt z. B. nur die Zustände „an“ und „aus“.
Wir betrachten zunächst stetige Regelungen mit Folgeregler.
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