Warum extra Fehlerverstärker vor analogem Regler?

Harald Gast #3806185
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Hallo,

warum wird eigentlich in allen Reglerbeispielen immer ein Subtrahierer 
vor den eigentlichen Regler geschaltet?

Wenn ich zB einen PID Regler habe, dann könnte ich doch auch einfach 
meinen Sollwert auf den positiven Eingang legen und den Ist-Wert über 
einen Widerstand an den negativen Eingang. Zwischen Ausgang und 
negativen Eingang dann noch RC in Reihe.

Also genau wie der normale PI-Regler nur den positiven Eingang nicht auf 
GND sondern auf dem Sollwert. Und in den Eingang nicht das Fehlersignal 
sondern den Istwert.

Das würde doch einen OP sparen?
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stefan us Gast #3806476
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Das Ausgangssignal des Reglers entspricht in der Regel nicht dem 
Eingangssignal.

Beispiel:

Nehmen wir mal an, die Temperatur des Raumes wird gemessen. 1 Volt = 1 
Grad. Bei Zimmertemperatur haben wir 20 Volt.

Ein Potentiometer gibt denn Sollwert vor, also 20 Volt. Wenn der Raum 1 
Grad zu warm ist, würde ein einfacher Subtrahierer dann -1V ausgeben. 
Wir wollen also 1 Grad kälter werden.

An dem Ausgang hängt ein handelsüblicher Heizlüfter. Was denkst du, wie 
stark sich eine Spannungsänderung von 1V dort auswirkt (also von 230 
Volt runter auf 229 Volt)? Da kannst du ewig warten.
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Philipp Gast #3806520
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Naja, das Beispiel hinkt nun aber sschon. Harald könnte ja immernoch den 
Soll- und Istwert mit entsprechenden Spannungsteilern anpassen. Genau 
wie er es auch bei einem Differenzverstärker machen würde. Dort muss er 
die Werte ja auch so hintrimmen, dass aus dem Differenzverstärker 0 
rauskommt, wenn es ausgeregelt ist.

Was mir dazu einfällt wäre, dass die Übertragungsfunktionen von 
positivem und negativem Eingang nicht gleich sind. Am negativen hat man 
Z1/Z2 und am positiven 1+Z1/Z2

Viele Grüße
Philipp
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Philipp Gast #3806849
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Imho eine berechtigte Frage warum man nicht einen OP einsparen kann...

Die Leute die nur alles aus dem Lehrbuch abpinseln sind natürlich 
deutlich schlauer, als Leute die auch mal was hinterfragen...
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stefan us Gast #3806896
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Ich denke, in der Musterschaltung wollte man verdeutlichen, dass das 
gemessene Signal ggf. verstärkt (oder auch abgeschwächt, oder ein Offset 
addiert) werden muss, damit es mit dem Sollwert vergleichbar ist.

> Harald könnte ja immernoch den Soll- und Istwert mit
> entsprechenden Spannungsteilern anpassen

Ja, sehe ich auch so. Der Verstärker ist sicher nicht immer notwendig.
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Axel S. #3807019
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Harald schrieb:
> warum wird eigentlich in allen Reglerbeispielen immer ein Subtrahierer
> vor den eigentlichen Regler geschaltet?

Weil das ein Prinzischaltbild ist und vor allem didaktischen Gesichts- 
punkten genügen muß.

Durch den separat dargestellten Subtrahierer wird klar, daß die 
Differenz zwischen Soll- und Istgröße gebildet werden muß. Und am 
Ausgang des Subtrahierers sieht man die Regelabweichung als separate 
Größe.

Daß die Teilfunktionen in realen Reglerschaltungen nachher 
zusammengefaßt werden, ist ein Implementierungsdetail.


XL
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Philipp C. #3807387
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Wie schon erwähnt ist der Untschied in der Übertragungsfunktion ja noch 
da. Beim Sollwertsprung (vorausgesetzt dieser ist am + Eingang) hätte 
man also einen um +1 größeren P Anteil als beim Sprung (bzw. generell 
einer Änderung) der Rückkopplung. Das ist wahrscheinlich in den meisten 
Fällen egal, aber irgendwie unschön. Mir fällt auch so spontan nicht 
ein, wie man dies beheben sollte. Mit einem Teiler am + Eingang könnte 
man zwar die Verstärkung entsprechend trimmen hat dann aber 
unterschiedliche Integrationszeitkonstanten.

Viele Grüße
Philipp
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