Differenzierglied - D; Der Sechste Sinn" - Also Parameter K - CS LAB CSMIO/IP-A Bedienungsanleitung

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Zur Vereinfachung nehmen wir an, dass der Regler einmal pro Sekunde anspricht und Ki (Verstärkung)
= 1. In einer solchen Situation sieht der Ausgang des „I"-Glieds folgendermaßen aus:
•
Zeit t=0s
•
Zeit t=1s
•
Zeit t=2s
•
...
•
Zeit t=10s
Aus dem obigen Beispiel hervorgeht, dass selbst ein geringer Fehler zu einem großen Korrekturwert
führen kann, wenn er über eine längere Zeit anhält. In der Praxis haben wir nicht mit Sekunden zu tun,
sondern mit Bruchteilen von Sekunden, weil die PID-Regler einige hundert bis tausend Male pro Se-
kunde ansprechen.
Durch Zusammensetzen des "P"- und des „I"-Glieds kann man einen Regler erhalten, der sofort auf
große Fehlerwerte (P) reagiert und die übrigen Abweichungen mit einer geringen Verzögerung (I) kor-
rigiert. Alles beginnt also ziemlich reibungslos zu funktionieren.
11.2.3 Differenzierglied – D
Nachdem die Beschreibung des „P"- und des „I"-Glieds gelesen worden ist, kann man zur Erkenntnis
kommen, dass man nichts mehr braucht. In vielen Fällen entspricht das schon der Wahrheit und in der
Praxis wird die Verstärkung des „D"-Differenzierglieds sehr oft auf 0 eingestellt, wodurch es übergan-
gen wird.
Manchmal ist es aber nötig, ein gewisses Stabilisierungselement einzuführen, weil es bei „scharf" ab-
gestimmten „P"- und „I"-Gliedern zur Entstehung unerwünschten Schwingungen nahe der Soll-
Position kommen kann. Ausgerechnet das D-Differenzierglied kann sich hier als hilfreich erweisen, das
ein bisschen wie ein Stoßdämpfer wirkt, weil es plötzlichen, schnellen Bewegungen vorbeugt. Dieses
Glied reagiert mit desto größerer Kraft, je schneller sich der Positionsfehler ändert. Wenn der Fehler
schnell steigt, reagiert das „D"-Glied stark gen „-". Wenn der Fehler schnell sinkt, reagiert das „D"-
Glied stark gen „+".
11.2.4 „Der sechste Sinn" – also Parameter K
Woher sind diese zusätzlichen Parameter, wenn alle Bestandteile des PID-Reglers bereits besprochen
worden sind? In Wahrheit sind sie keine zusätzlichen Regelglieder, sondern eher Elemente, die dem
PID-Regler die Arbeit erleichtern.
Wenn man die Beschreibungen der drei Komponenten des PID-Reglers eingehender betrachtet, kann
man feststellen, dass der Ausgang jedes Glieds von dem Positionsfehler abhängt. Der Regler funktio-
niert also nicht, wenn der Positionsfehler Null gleicht. Das Problem liegt darin, dass wir wollen, dass
der Fehler so gering wie möglich ist und am besten gerade Null gleicht, weil das die beste Betriebsge-
nauigkeit bedeutet.
Hilfreich wird dabei der Parameter K
kommt. Das Voraushandeln setzt natürlich das Vorhersagen heraus und das Vorhersagen ist nie zu
100% sicher. Zu einem Positionsfehler muss deshalb kommen und der PID-Regler wird was zu tun ha-
ben. Eine gut angepasste Verstärkung K
zehnfach zu verringern!
: Ausgang = 0
: Ausgang = 10
: Ausgang = 20
: Ausgang = 100
VFF
, der im Voraus reagiert, noch bevor zu einem Positionsfehler
VFF
ist in der Praxis imstande, vorläufige Positionsfehler sogar
VFF
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