Tipps, Überlegungen und Methoden zum Aufbau eines geschlossenen Regelkreises

Nachdem in den vorherigen Tutorials die wichtigsten Elemente eines Regelkreises, die einzelnen Regelkreisglieder, besprochen wurden, geht es in dieser Folge nun um das Zusammenfügen des Gesamtsystems zu Regelkreis.

Es geht also darum, welche Prinzipien und Methoden für einen Aufbau und der Konfiguration eines funktionierenden Regekreises wichtig sind.

Im folgenden Video also einige Tipps, Überlegungen und Methoden zum Aufbau eines geschlossenen Regelkreises.

Zu Beginn des heutigen Gast-Videos von mg-spots listet Herr Wagener noch einmal die wichtigsten Komponenten eines Regelkreises in einer Übersicht auf.

Bevor an nun mit dem Design einer Regelung beginnt, sollte an sich die Anforderung an die Regelung klar zu machen.

Schnelle Regelung mit Überschwingen oder aperiodischer Verlauf

So kann man beispielsweise betrachten, ob der Sollwert möglichst schnell erreicht werden soll und man bereit ist, als Preis dafür ein Überschwingen in Kauf zu nehmen.

Oder möchte man dieses Überschwingen auf jeden Fall vermeiden, auch wenn die Regelung dadurch langsamer ausgelegt werden muss.

Bei der Positionsregelung eines Aufzuges ist beispielsweise ein Überschwingen nicht erwünscht. Zum einen schlägt dieses Überschwingen auf den Magen.

Zum zweiten könnte ein Überschwingen nach unten auf die Knie gehen, wenn das untere begrenzende Element eine Betonplatte ist. 😉

Bei der Temperatur-Regelung für einen Pizzaofen ist ein Überschwingen um 2-3°C nicht ganz so tragisch. Die Pizza wird nicht gleich anbrennen.

Welche Regelstrecken sind gut regelbar?

Im weiteren geht Her Wagener auf die Regelbarkeit von Regelstrecken ein. Regelstrecken mit Totzeit sind beispielsweise wie auch Regelstrecken ohne Ausgleich schwer regelbar, während PT1-Strecken im allgemeinen wesentlich leichter zu regeln sind.

Anschließend beschreibt Herr Wagener verschiedene Methoden u die Parameter von Reglern zu ermitteln

Methode nach Ziegler und Nichols

Wenn die Eigenschaften der Regelstrecken nicht bekannt sind, wenn man also nicht weiß, wie sich die Regelstrecke verhält, dann ist das Verfahren von Ziegler und Nichols ein geeignetes Verfahren.

Bei dieser Methode erhöht man in dem geschlossenen Regelkreis den Verstärkungsfaktor eines reinen P-Reglers so lange, bis die Regelstrecke eine periodische Schwingung vollzieht.

Mit Hilfe des eingestellten KpR und der sich einstellenden Periodendauer der periodischen Schwingung lassen sich mit Hilfe von Tabellen geeignete Regelparameter festlegen.

Methode nach Chien, Rhones und Reswick

Man nimmt zunächst die Sprungantwort der Regelstrecke auf.

Aus der Sprungantwort lassen sich dann mit Hilfe des Wendetangentenverfahrens bestimmte Zeiten und der Verstärkungsfaktor der Regelstrecke ablesen.

Über spezielle Tabellen, die von Chien, Rhones und Reswick aufgestellt worden sind, lassen sich dann geeignete Regelparameter bestimmen.

Zum Abschluss des Videos gibt es noch zwei Übungsaufgaben, an deren Lösungen noch einmal deutlich wird, wie die Verfahren angewendet werden können.

Letzt aber zum Video, viel Spaß!

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