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PID-Regler einstellen

Sie sind Hobby-Techniker und kein Anfänger mehr? Dann sollte Ihnen das Einstellen eines PID-Reglers keine großen Schwierigkeiten mehr bereiten.

Regler sind in der Technik allgegenwärtig.
Regler sind in der Technik allgegenwärtig.

Einen Regler kennzeichnet, dass er selbständig verschiedene physikalische Einflüsse auf einem Niveau hält, das vorgegeben wurde. Etwaige Störeinflüsse werden dabei auf ein Minimum reduziert.

Ein PID-Regler ist ein universell einsetzbarer Regler

  • Kaum etwas funktioniert heutzutage ohne Regler. Diese Technik ist aus dem Alltagsleben nicht mehr wegzudenken. So arbeiten zum Beispiel Zentralheizungen mit Reglern, ebenso Belichtungsmessungen für Fotogeräte und Netzspannungsregler sorgen im Stromnetz für eine gleichbleibende Versorgung, immer vorausgesetzt, dass das Einstellen perfekt durchgeführt wurde.
  • Der PID-Regler gilt als der universellst einsetzbare Regler unter allen Reglern, denn er verbindet alle positiven Eigenschaften. Ein mit einem PID-Regler kontrollierter Kreis arbeitet äußerst korrekt und effektiv. Daher ist diese Art von Reglern die heutzutage bevorzugt eingesetzte Variante.
  • Die Abkürzung PID setzt sich aus den Worten "proportional", "integral" und "derivative" zusammen.
  • Im Vergleich zu den Standard-Reglern verhindert der PID-Regler, wenn das Einstellen korrekt durchgeführt wurde, bei bestehendem Sollwert eine konstante Regelabweichung. Zwei Verzögerungen der Regelstrecke können kompensiert werden, womit die Regelstrecke wesentlich vereinfacht wird.
  • Die Seiko SKX007 ist eine Taucheruhr (Diver), die einige Besonderheiten aufweist. Wenn …

So können Sie das Einstellen durchführen

Das Einstellen eines PID-Reglers können Sie als Hobby-Techniker in einem so genannten "iterativen Prozess" durchführen. Genau genommen handelt es sich dabei um ein "Probier-Verfahren", denn ein wesentlicher Teil vom Einstellen ist, dass jeder Komponentenabschnitt im Bedarfsfall wiederholbar ist, sodass zwar die Abfolge beizubehalten ist, jedoch kann im Falle eines Fehlers das Einstellen so oft neu versucht werden, bis das beabsichtige Einstellen zufriedenstellend ist und keine Probleme mehr auftreten.

  1. Stellen Sie zuerst alle Parameter Ihres Reglers auf die Position "0".
  2. Erhöhen Sie sodann den linearen Anteil, wobei die finale Position noch nicht erreicht werden soll.
  3. Dies tun Sie so lange, bis eine Bewegung erfolgt beziehungsweise das System eine Schwingung zeigt.
  4. Die Bewegung/Schwingung wird voraussichtlich durch den P-Anteil des Reglers angehalten werden, wahrscheinlich nicht jedoch an der von Ihnen gewünschten Zielposition.
  5. Erhöhen Sie nun den P-Anteil Schritt für Schritt, bis keine Bewegungen/Schwingungen mehr im System zu erkennen sind.
  6. Eventuell noch auftretende Bewegungen/Schwingungen gleichen Sie mit einem schrittweisen Vor- und Zurückgehen des P-Reglers aus.
  7. Anschließend erhöhen Sie den I-Anteil, wobei der Regler die tatsächlich beabsichtigte Position zumindest für einen Minimalzeitabschnitt hält.
  8. Dann erhöhen Sie den I-Anteil so lange, bis er die Endposition für eine befriedigend lange Zeitspanne hält.
  9. Weiters können Sie nun den P-Anteil noch weiter erhöhen, aber dies ist nicht unbedingt nötig.

Bei diesem Prozess des Einstellens geht es also mehr oder weniger darum, dass Sie die einzelnen Parameter alternierend so weit erhöhen, bis sich die Regelung in Schwingung versetzt und sie dann wieder auf die vorherige optimale Einstellposition zurückversetzen.

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