Diskussion:Regelungstechnik: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 15. Januar 2023, 16:27 Uhr

Gratuliere zu dem sehr guten Artikel. Wird ständig noch besser, zurecht in der Beliebtheit ganz oben. --Frank 14:24, 14. Jan 2006 (CET)

Danke, freut mich, dass es so gut ankommt. --Waste

Ist es möglich das Thema aufzuteilen oder einem eigenen gebiet zusuordnen? Der Artikel ist sehr gut, doch inzwischen auch sehr lang. -- Olaf-petersen 21:19, 20. Jan 2006 (CET)

Ich bin mir da nicht so sicher, ob durch eine Aufteilung die Nachteile nicht überwiegen, z.B. die Übersichtlichkeit verloren geht. Wenn es aber möglich ist, die Übersicht und Struktur zu erhalten, spricht nichts dagegen, den Artikel zu teilen. Schön, dass du dich mit dem Kaskadenregler beteiligt hast. Leider ist die Terminologie bei den Symbolen total anders. Ist es vielleicht möglich, das noch anzupassen? --Waste 22.1.06

Aufteilung würde ich auch erst machen wenn der Beitrag wirklich völlig aus den Nähten platzt. Kopieren kann man später immer noch. Unter SIEHE AUCH bitte nur interne Links aus dem Wiki. Alle anderen Links unter WEBLINKS, auch die Forum links. Falls später mal das WIKI Offline zur Verfügung gestellt werden sollte, erleichtert die Unterscheidung die Übersicht. --Frank 11:54, 22. Jan 2006 (CET)

Hallo overthere, schon mal überlegt, ob mit uint8 überhaupt richtig gerechnet wird? Gibt es da eine Begrenzung? Was kommt bei 200 + 66 heraus? 255 oder 10 -- Waste 19.12.06

Ich wollte mich auch nur mal für diesen wirklich sehr guten Artikel bedanken! (Das muss ich einfach mal als Offtopic hier in der Diskussion los werden!)

Der hat ja mit den vielen Diagrammen und guten Erklärungen wirklich Qualität für eine Zeitung oder ein Buch. Respekt! --Andun 00:42, 23. Nov 2007 (CET)

Noch ein später Kommentar: Eine tolle Seite - vor allem die Verknüpfung der Grundlagen mit den Tools finde ich hilfreich. Was mir fehlt ist die Angabe, mit welchem Programm die tollen Blockschaltbilder bei der Beschreibung der Regelungsglieder und im Abschnitt "Beispiel: Drehzahlregelung" erzeugt wurden. Für einen Hinweis wäre ich sehr dankbar. --Pingu2 10:23, 16. Okt 2010 (CEST)

Programmkode beim D-Anteil falsch?

e = w - x; //Vergleich

esum = esum + e; //Integration I-Anteil

// y = Kp*e + Ki*Ta*esum + Kd/Ta*(e – ealt); // falsch

y = Kp*e + Ki*Ta*esum + (e – ealt); // richtig

// ealt = e; // falsch

ealt += (1 - exp(-Ta/Kd)) * (e - ealt); // richtig

Wenn man ealt = e; benutzt, so ist der D-Anteil nur für einen Zyklus existent. Richtig ist aber, der D-Anteil muss exponentiell abklingen.

Kd entspricht hier genau dem Tau=R*C aus der Elektronik. --HeliHeli 13:20, 11. Jul 2008 (CEST)

Moin! Also ich habe mir mal die Grundlagen durchgelesen und ich bin mir nicht sicher ob jemand den Bericht genau gelesen hat. Im groben steht schon einiges da, allerdings werden einschlägige Fachbegriffe falsch genutzt. z.B. ist die Regelabweichung nicht die Regeldifferenz. Denn die Regeldifferenz ist eben "e" und diese sollte vermindert werden in Bezug zur Führungsgröße w und der Rückführungsgröße r. Die Regelabweichung hat hiermit nichts zu tun, dies zieht sich leider als falscher Fachbegriff quer durch die Grundlagen. Die Regelabweichung ist der Wert der der Regler immer hat. Denn einen 100% tigen Regler gibt es nicht. Weiterhin besteht der Regler aus dem Regelglied UND dem Vergleicher, was ebenfalls falsch in den Grundlagen dargestellt wird. Es gibt noch viele Fehler mehr, die schon in den Grundlagen stecken. Es sollten die richtigen Definitionen und Fachbegriffe genutzt werden. Bitte als postive Kritik bewerten. Ich würde den Beitrag auch überarbeiten wenn das gewollt ist. Bitte nicht Wikipedia als Quelle angeben! mfg nighteagle

Fehlende Unterscheidung...

Wenn ich nicht etwas übersehen habe, fehlt die Unterscheidung zwischen mathematischen und technischen Regelgliedern völlig, obwohl die unterschiedliche Struktur der beiden im Punkt "Alternative PID-Reglerstruktur" ersichtlich ist. Für alle denen das nicht geläufig ist: Bei den mathematischen Gliedern werden alle Einzelglieder (P, I, D) direkt auf den Summierer geschalten, bei technischen wird zuerst das Signal auf das P-Glied geschalten und das P-Signal dann auf die anderen Glieder und auf den Summierer, was den RIESEN vorteil hat, dass TN und TV nicht vom KPR abhängig sind. Aber ansonsten ein sehr guter Artikel!

Stellgrösse - Regelgrösse inkonsistent

henry-n. 2012-09-04: Der RN-Wissensartikel scheint laut Google eine wichtige Referenz für Einsteiger und Interessierte zu sein. Daher stören doch einige Stellen im Wiki Artikel, die inkonsistent sind. So ist die Ausgangsgrösse (Stellgrösse) des Reglers mit y(t) bezeichnet, was zu Verwechslung mit der Regelgrösse (Ebenfalls Y(t) benannt führt. Beispiel: Implementierungsvorschlag zum Stellungsalgorithmus. Ich schlage daher vor, wie im Wikipedia die Stellgrösse einheitlich mit u(t) zu bezeichnen und die Regelgrösse mit Y(t).

Einstellregeln nach Chien, Hrones und Reswick

Ich glaube da hat sich ein kleiner Fehler eingeschlichen. Beim PI-Regler wird der I-Anteil mit Tg und nicht mit Tu berechnet. Siehe Hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Faustformelverfahren_%28Automatisierungstechnik%29#Einstellregeln_nach_Chien.2C_Hrones_und_Reswick Ebenso im Taschenbuch der Regelungstechnik S.431 von Lutz Wendt

Steuern ist (meistens) besser als Regeln

Bevor man sich über Regler und deren Dimensionierung den Kopf zerbricht, ist es besser, das zu regelnde System durch (Vor-)Steuerung zu linearisieren.

Beispiel Raumheizungsregelung: Bei Kälte (messbar), Wind (messbar) oder verringerter Vorlauftempertur (messbar) kann a priori davon ausgegangen werden, dass das Heizungsventil mehr aufgedreht werden muss. Dann ist dessen Kennlinie aber viel flacher (Wärmeleistung ΔP zu Stellwinkel Δα) als bei knapper Öffnung. Das kann zum Überschwingen der Regelung führen, oder zu inakzeptabel langsamer Regelantwort. Bei geeigneter Vorsteuerung sollte der Regler sich nur noch um den Restfehler kümmern müssen.

Beispiel Durchlauferhitzer: Auch die modernen mit Temperaturregelung kommen nicht ohne Durchflussmesser aus. Schier endlose Versuchsreihen, ohne (die patentierte aber auch fehlerträchtige) Durchflussmessung auszukommen führten doch stets zum gefährlichen Überschwingen, d.h. je nachdem wie kurz der Duschstopp betätigt wurde kam danach kochendes Wasser 'raus.

Beispiel 3D-Drucker: Könnte man mit Positionsregelung machen, aber tatsächlich begnügt man sich mit Schrittmotoren, also ohne Regelung. Scheint genau genug zu sein, da die einwirkenden Kräfte gering und wenig veränderlich sind.

Beispiel Stromversorgung: Da diese in aller Regel nur Strom-Quellen sind ergibt sich bei angeschlossener kapazitiver Last ein anderes Verhalten beim Erhöhen der Spannung als beim Verringern: Ist die Spannung am Ausgang zu hoch, passiert am Stellelement nichts, und der Regler fährt in (träge) Sättigung. Daher muss durch geeignete Beschaltung der Operationsverstärker ein guter Kompromiss zwischen Aufregeln und Abregeln gefunden werden. Ähnliches Problem bei Temperaturregelung knapp über Umgebungstemperatur: Der Regler kann nicht abkühlen; sehr schwierig wenn Heizung überdimensioniert. Push-Pull-Treiber haben dieses Problem nicht.

Grundsätzlich funktionieren Regler nur dann gut, wenn die Regelstrecke halbwegs symmetrisch auf die Stellgröße reagiert. Um beim Beispiel Heizungsregelung (bspw. für einen Ofen) zu bleiben, sollte die Heizwendel so dimensioniert werden, dass für die gewünschte Temperatur und Beschickung in etwa die halbe Leistung abgefordert wird, das Tastverhältnis der Schwingungspaketsteuerung 50:50 beträgt. Dann kann davon ausgegangen werden, dass beim Abschalten der Temperaturabfall genauso schnell geht wie der Anstieg bei voller Heizleistung. In der Nähe der Umgebungstemperatur und bei voller Heizleistung haben Regler immer Probleme. Zwar kümmert sich der I-Anteil um eine dauerhafte Verschiebung des Tastverhältnisses, aber für das Regelverhalten ist es hilfreich, das Tastverhältnis für die Zieltemperatur, den Temperaturanstieg und das eingelegte Glühgut a priori zu kennen. Zumal sich das Zeitverhalten eines Ofens sehr nach seiner Beschickung richtet.

Wirkung der Stellgröße

Auf der (ansonsten sehr gut gemachten) Regler-Seite fehlt ein Hinweis darauf, was die Stellgröße ist, und welchen Einfluss das auf den zu wählenden Regler hat.

Im Fall einer Spannungsregelung mit Operationsverstärker (OPV) ist die Stellgröße eine Eingangsspannung am OPV und wirkt direkt auf den Ausgang. Gängig ist ein P-Regler mit hoher Verstärkung, oder bei inakzeptabler Regelabweichung ein PI-Regler.

Im Fall einer motorabgeglichenen Spannungsregelung (in einem Servo) ist die Stellgröße die Spannung am Gleichstrommotor und wirkt integrierend. Für flottes Regelverhalten ist hier ein D-Anteil (des nunmehr PID-Reglers) vorteilhaft, der das integrierende Verhalten kompensiert.