Angenommen ich habe ich habe einen reinen P-Regler. Der Ausgangswert des Reglers, die Stellgröße, ist dann die P-Konstante multipliziert mit der Regelabweichung. Die Stellgröße ist dann also immer Null, wenn die Regelabweichung Null ist. Das finde ich intuitiv nicht sinnvoll. Folgendes Beispiel habe ich mir ausgedacht: Ein Raum soll auf eine feste Temperatur geregelt werden. In dem Raum ist eine Vorrichtung zum Heizen und Kühlen. Wenn der Raum nun perfekt isoliert ist, dann muss der Raum nach erreichen der Soll-Temperatur (Regelabweichung = 0) weder gekühlt noch geheizt werden. Hier ist es sinnvoll, dass die Stellgröße zu Null wird. Aber wenn aus dem Raum aufgrund schlechter Isolierung ein konstanter Wärmestrom abfließt, dann muss ständig geheizt werden, selbst wenn der Sollwert erreicht ist und die Regelabweichung Null ist. Da der Regler das nicht kann (er gibt dann Null vor), muss er doch schwingen? Intuitiv würde ich sagen wäre es besser, den Ausgangswert des Reglers auf den Stellwert zu addieren. Dann kann der Regler Null ausspucken und es wird trotzdem geheizt. Was verstehe ich hier falsch?
falsch: du glaubst ein P-Regler würde dir eine feste Temperatur einstellen. Ein P-Regler hat immer einen Fehler, ausser es ist grad vollmond. Wenn du wirklich eine feste Temperatur haben willst dann brauchst du einen I-Anteil, dieser integriert so lange den fehler auf bis er null wird oder deine Heizung nicht mehr heißer oder kälter werden kann, aber das ist dann eine Hardwarebeschränkung. Wenn es auchnoch schnell und ultra geil sein soll, dann brauchst du allerdings auchnoch einen D-Anteil, der soll dafür sorgen das dein system auf Regelfehler sehr schnell reagiert, allerdings ist das bei etwas so langsamen wie einer Raumtemperatursteuerung total überflüssig.
Chris S. schrieb: > falsch: du glaubst ein P-Regler würde dir eine feste Temperatur > einstellen. Ein P-Regler hat immer einen Fehler Naja, das stimmt so auch nicht ganz. Der wird dir eine konstante Temperatur einstellen jedoch weicht diese vom Sollwert ab, da ein P-Regler den Fehler nie zu Null machen kann (gilt natürlic nur, wenn der Regler richtig dimensioniert ist).
@Roy: Womit Du gerade ganz genau bestätigt hast, daß ein P-Regler immer einen "Fehler hat". Nämlich die bleibende Regelabweichung! ;-)
P-Regler schrieb: > Womit Du gerade ganz genau bestätigt hast, daß ein P-Regler immer einen > "Fehler hat". Nämlich die bleibende Regelabweichung! ;-) Ausser, wenn der P-Regler eine unendlich hohe Verstärkung hat...
Roy schrieb: > Chris S. schrieb: >> falsch: du glaubst ein P-Regler würde dir eine feste Temperatur >> einstellen. Ein P-Regler hat immer einen Fehler > > Naja, das stimmt so auch nicht ganz. Der wird dir eine konstante > Temperatur einstellen jedoch weicht diese vom Sollwert ab, da ein > P-Regler den Fehler nie zu Null machen kann (gilt natürlic nur, wenn der > Regler richtig dimensioniert ist). den stellfehler hab ich ja gemeint mit meiner aussage, aber stimmt schon, da war ich nicht sehr genau mit meiner formulierung.
0x53 0x54 0x45 0x46 0x41 0x4E schrieb: > P-Regler schrieb: >> Womit Du gerade ganz genau bestätigt hast, daß ein P-Regler immer einen >> "Fehler hat". Nämlich die bleibende Regelabweichung! ;-) > > Ausser, wenn der P-Regler eine unendlich hohe Verstärkung hat... xD man kann alles dazu zwingen das es funktioniert
Also ein P-Regler hat dann keine Regelabweichung, wenn die Stellgröße 0 ist. Ansonsten ist die Regelabweichung immer Stellgröße / Kp.
OK, habs verstanden. Mit dem P-Anteil alleine hat man immer einen Fehler und durch den I-Anteil geht der Fehler langsam gegen Null. Was spricht dagegen nur mit I-Anteil zu arbeiten? Ich nehme an die Regelung ist dann langsamer. Und wenn ich den I-Koeffizienten deswegen erhöhe dann hat das Nachteile (Schwingen) sodass ich lieber den P-Anteil dazunehme?
ja wenn du einen reinen I regler nimmst ist deine regelung langsam. warum willst du die regelungstechnik neu erfinden? nimm einen pi regler und fertig.
Lernen durch diskutieren. Auch ne Möglichkeit. Es gäb ja noch Fachliteratur...
chick schrieb: > Lernen durch diskutieren. Auch ne Möglichkeit. > > Es gäb ja noch Fachliteratur... Es gibt immer verschiedene Ebenen auf denen man etwas verstehen kann. Etwas intuitiv und durch Erfahrung zu verstehen ist ein Aspekt. Das andere Extrem ist, es mathematisch exakt zu erfassen. Die erste Möglichkeit bedeutet weniger Aufwand und ist manchmal auch besser, da schneller, man kann im Leben ja nicht alles lernen. Man erwartet von einem Autofahrer ja nicht, zu verstehen wie ein Auto funktioniert. Er muss nur wissen wie er es bednutzt. Ich bin in diesem Fall ein PID-Regler-Nutzer und die Literatur die ich zu PID-Reglern gefunden habe ist für die Praxis kurzfristig wenig hilfreich.
wenn es um eine derart langsame Anwendung wie eine Temperatursteuerung in einem Raum geht, dann ist ein reiner I-Anteil voll ausreichend. Es macht nur normalerweise keinen wirklich zusatzaufwand einen P-Regler dazu zu nehmen. Und selbst wenn man den P-Regler schlecht dimensioniert ist es meist immernoch besser als ihn weg zu lassen.
Thomas schrieb: > Was spricht dagegen nur mit I-Anteil zu arbeiten? Der P-Anteil hat auch einen netten Effekt. Wenn der Istwert sich dem Sollwert nähert, sorgt der P-Anteil dafür, dass die Stellgröße bereits vor Erreichen des Sollwertes zurückgenommen wird. Dadurch flacht sich der Anstieg des Istwertes ab noch ehe der Sollwert erreicht ist. Hat man nur einen I-Anteil, dann würde der erst mit dem tatsächlichen Erreichen des Sollwertes anfangen die Stellgröße zurückzunehmen, weil ja erst ab dann die Fehlerterme in die Gegenrichtung zu wirken anfangen. > Es gibt immer verschiedene Ebenen auf denen man etwas verstehen kann. > Etwas intuitiv und durch Erfahrung zu verstehen ist ein Aspekt. Da hast du recht. Bei mir war es eine schnell geschriebene Simulation auf dem PC um zu sehen, wie die einzelnen Teile des PI-Reglers zusammenwirken. Ist ganz interessant zu sehen, wie der P-Anteil mit dem Annähern des Istwertes an den Sollwert ganz zurückgenommen wird um dann bei Erreichen desselben auf 0 abzusinken, wobei im Gegenzug der I-Anteil sukzessive vergrößert wird um den Sollwert zu halten. Meinem Verständnis davon, wie so ein Regler arbeitet, hat die Simulation gut getan.
das ein P-Regler immer eine Regelabweichung beibehält ist grundsätzlich nur richtig für Regelstrecken die nicht integrierend sind. Falls man einen P-Regler auf eine integrierende Regelstrecke (z.B. hydraulische Lageregelung mittels einseitig oder beidseitig wirkendem Kolben) ansetzt, ist natürlich auch eine vollständige Ausregelung des Regelfehlers möglich. Das Ganze geht immer dann mit einem P-Regler gut, sobald der Regler für verschiedene Istwerte nicht die Stellgrösse liefern muss, sondern diese von z.B. der Strecke oder einer Vorsteuerung mit Beobachter geliefert wird ...
Halbwissen über Halbwissen über Halbwissen, und die Frage des Fragestellers ist selbst nach über 6 Jahren immer noch nicht beantwortet. Im Grund hatte der Fragesteller nämlich mit seiner Vermutung absolut Recht! Ein Regler an sich ist nämlich absolut ungeeignet für das Führungsverhalten einer Ausgangsgröße, also das Vorgeben einer Stellgröße. Diese Aufgabe übernimmt immer eine Steuerung. Der Regler ist lediglich dazu da, die von der Steuerung ausgegebene Stellgröße derart zu korrigieren, dass z.B. beim Eintreten von Störungen, die Regelabweichung verschwindet, der Ausgangs also den Wunschwert annimmt. Wenn man wie hier in diesem Beispiel einen konstanten Wärmestrom nehme, der dein System verlässt, dann muss die Heizung exakt diesen konstanten Wärmestrom aufbringen, um die Temperatur auf dem gleichen Niveau zu halten. Dieser konstante Wärmestrom muss im Voraus mathematisch berechnet (oder empirisch ermittelt) werden. Dieser Wärmestrom wird dann in der Steuerung eingestellt. Sollte der tatsächliche Wärmestrom schwanken, dann erst tritt der Regler in Kraft und verändert den von der Heizung aufgebrachten Wärmestrom, indem der Ausgang des Reglers auf den Ausgang der Steuerung addiert wird (eingeschlossen den Fall eines negativen Reglerausgangs). Hätte man keine konstante Wärmestromvorgabe, würde bei jedem primitiven Regler (also vollkommen egal ob P, I, PI, PD oder PID) das System schwingen. Denn angenommen die Solltemperatur wäre erreicht, wäre die Regelabweichung gleich Null und damit auch der Eingang des Reglers. Da der Ausgangs des Reglers (in diesem Fall der Wärmestrom der Heizung) direkt abhängig ist vom Eingang, würde die Heizung ausschalten. Dadurch wird es wieder kälter und der Regler fährt die Heizung wieder hoch. Daran ändert auch ein I-Glied im Regler nichts. Es wird für ein gutes Führungsverhalten stets eine Steuerung benötigt. Für ein gutes Störverhalten hingegen wird immer zusätzlich eine Regelung benötigt. Diese Anordnung nennt sich Zwei-Freiheitsgrade-Regelung. Ein reiner Regler ist nur für Regelaufgaben geeignet, bei denen die Stellgröße im Normalfall sowieso Null sein soll, also wenn um mathematische Ruhelagen des Systems geregelt werden soll. In diesem Fall würde eine theoretische Steuerung also nichts zur Stellgröße beitragen. Was eine Ruhelage ist, hängt dabei von der Systembeschreibung und den gewählten Zustandsgrößen ab. Beispiel: Soll ein Regler entworfen werden, der eine Drohne um eine Achse immer in der Ruhelage (horizontal) halten soll, und man betrachtet die Geschwindigkeitsdifferenz der Motoren auf beiden Seiten der Achse als Stellgröße, so ist diese im Normalfall immer Null. Lediglich wenn Störungen (wie Wind) auftreten, wird diese ungleich Null und der Regler greift ein. Das Beispiel hier hingegen erfordert bei konstantem Wärmestrom, der das System verlässt, auch eine konstante Stellgröße für die Heizung. Diese konstante Stellgröße liefert der Regler aber nicht! Wenn in diesem Fall alle Störungsgrößen (also alle Wärmeströme) gemessen werden können und das System perfekt bekannt ist (also man genau weiß, wie man die Heizung einzustellen hat, damit ein exakter Wärmestrom exakt von der Heizung erzeugt wird) wird sogar gar keine Regelung notwendig. Erst wenn eine weitere, nicht messbare Störgröße (in diesem Fall ein weiterer, aber nicht messbarer Wärmestrom fließt), wird eine Regelung notwendig.
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