Was ist eine komplexe Steuerung in Regelungstechnik?

[Laie RT (Gast)]

Hallo, ich arbeite mich grad im Gebiet der Regelungstechnik ein und bei 
einem Verfahren stand, dass die Steuerung dazu viel zu komplex sei und 
dies wurde dann als ein Nachteil gewertet.


Nun die Frage: Was ist denn eine komplexe Steuerung? Und warum besitzt 
diese Nachteile im Gegensatz zu vll. einer einfachen Steuerung ?

[Robert (Gast)]

Hallo,
schau dir einfach mal das Reglerkonzept unter

http://de.wikipedia.org/wiki/Optimale_Regelung

an. Funktioniert wunderbar, aber dürfte zuverlässig jeden normalen 
Menschen in den Wahnsinn treiben, der ausserhalb vom Labor (also auf der 
Baustelle, Produktion, ...) damit arbeiten möchte!

Anders gesagt: der Aufwand zur Bestimmung von Struktur und Parametern 
ist viel höher als bei einem PID, wobei die bessere Regelgüte nur in 
wenigen Fällen wirklich notwendig ist.

Gruß, Robert

[Laie RT (Gast)]

Robert schrieb:
> niert wunderbar, aber dürfte zuverlässig jeden normalen
> Menschen in den Wahnsinn treiben, der ausserhalb vo

Danke für die rasche Antwort, aber schlauer bin ich jetzt nicht 
unbedingt?!

[Amateur (Gast)]

Der Begriff Komplex bedeutet im Grunde genommen nichts.

Manch einer verwendet ihn als Synonym für umfangreich, vielschichtig 
oder auch kompliziert. Aber schon beim Begriff umfangreich gehen die 
Meinungen auseinander. Geht es um einen vertrackten 10-Zeiler oder sind 
800 Zeilen umfangreich.

In den seltensten Fällen hat es was mit komplexen Zahlen zutun.

[Robert (Gast)]

Mache doch mal eine Gegenüberstellung der notwendigen Arbeiten zur 
Reglerauslegung, dann wirst du sehen, dass bei einem "einfachen" Regler 
viel mehr Arbeit notwendig ist, bis er mal funktioniert.

PID-Regler:
1. Systemstruktur Herleiten
2. Systemkonstanten bestimmen (Messen oder Berechnen)
3. Notwendigen Regler (P  I  D) aus Tabelle ablesen
3. Pol-/Nullstellen verfahren oder Faustformeln für Reglerparameter 
anwenden
4. Fertig

Optimalregler:
(vereinfacht zumindest)
1. Systemstruktur Herleiten
2. Systemkonstanten bestimmen (Messen oder Berechnen)
3. Optimale Trajektorie (zeitabhängiges Verhalten) der Zustände im 
Zustandsraum herleiten
A Was dabei die "optimale" Trajektorie ist, hängt davon ab, was die 
Aufgabe ist
B Diese Aufgabe muss jetzt mathematisch formuliert werden. (das ist dann 
das "Gütemaß")
C Eine Funktion "finden", die für das gegebene Gütemaß das kleinste 
Ergebnis liefert, ist die gesuchte Trajektorie.
D Es ist nicht immer möglich, eine Lösung direkt zu berechnen!
4. Aus der Trajektorie kann man jetzt mit weiteren Transformationen 
berechnen, wie das System angesteuert werden muss, damit es "optimal" in 
den gewünschten Endzustand gebracht wird.
5. Aus dieser "optimalen Steuerfolge" kann dann der eigentliche Regler 
bestimmt werden.
6. Fertig

Falls Stellgrößenbegrenzungen (wie in der Realität immer vorhanden) 
reingerechnet werden sollen, wirds noch etwas komplizierter.

Wie du siehst, ist das ganze sehr viel schwieriger zu bestimmen. Das 
dauert länger, ist anfällig für Rechen- und Denkfehler, etc.

Wenn dann die "Qualität", mit der die Regelaufgabe erledigt wird, beim 
Optimalregler nur minimal besser ist, stehen Kosten (Arbeitsaufwand) und 
Nutzen in einem schlechten Verhältnis.

Einfaches Beispiel: Ein Inverses Pendel / "Segway" kann man mit einem 
einfachen PID-Regler innerhalb von 1-2 Stunden so einstellen, sodass er 
stabil steht. Mit einem Optimalregler rechnet man deutlich länger und 
der Fahrer würde nicht mal merken, dass ein "besserer" Regler eingebaut 
ist.

Ich hoffe, das Problem  wird jetzt klarer!;-)

Gruß, Robert

[Laie RT (Gast)]

Vielen lieben dank lieber Robert für deine Mühe, mir die Frage zu 
beantworten.

[Robert (Gast)]

Nichts zu danken!

wobei ich grade noch einen Tippfehler gefunden hab:
Natürlich ist bei einem "einfachen" Regler weniger Arbeit notwendig, bis 
er funktioniert ;-)

Gruß, Robert

[troll (Gast)]

Der PID Regler ist eigentlich einfacher ...
1) Einstecken
2) Halb zufaellig an den Parametern drehen
3) passt