Hallo,
Ich suche Informationen zum P-Regler.
Nunja, Regelungstechnik ist nicht mein Spezialgebiet.
Abgesehen davon ist Regelungstechnik sowieso nicht ganz so
einfach für Laien verständlich, außer man macht es sich leicht
und bleibt beim einfachen Propotional-Regler (P-Regler).
Meine Fragen sind nun, warum zählt so ein P-Regler zu den
stetigen Reglern
Nun, weil er nicht nur feste Zustände hat, wie z.B. ein
2-Punktregler (der kann nur in Abhängigkeit vom Istwert
etwas einschalten oder Ausschalten (so funktioniert jeder
normale Kühlschrank oder Bügeleisen).
Der P-Regler gibt also ein größeres Stellsignal aus, wenn
die Abweichung zum Sollwert groß ist und mit kleiner werdender
Abweichung des Istwertes vom Sollwert wird das Stellsignal
auch immer kleiner, bis es zu Null wird, wenn zwischen
Soll-Ist keine Differenz mehr herrscht. Das Stellsignal ist also
nicht nur ein Ein/Aussignal, sondern ein sich stetig veränderndes
Signal (z.B. Spannung oder Strom oder eben Heizleistung).
oder was sind Sollwerteinstellungen und
Nun, die Sollwerteinstellung sollte eigentlich klar sein.
Wenn Du eine Heizung auf z.B. 25°C haben willst, so muß
ja dieser Sollwert irgendwie festgelegt sein, oder?
Meist kann man den Sollwert als Nutzer vorgeben.
Er kann natürlich auch fest montiert oder verdrahtet sein
Verstärkungsänderungen?
Die Verstärkung bestimmt das Verhältniss zwischen Regelabweichung
(also Differenz Soll - Ist) und der Größe des Stellsignals
Beispiel: Um bei einer Heizungsregelung zu bleiben:
Man kann für eine Soll-Ist Abweichung von 1°C ein Stellsignal von
1V ausgeben (was meinetwegen zu einer Heizleistung von 100W führt).
Man kann aber auch 3V ausgeben, was dann zu 300W Heizleistung
führt. Bei 2°C Abweichung sind es dann 200W bzw. 600W.
Im 2. Fall ist die Regelverstärkung 3 mal höher als im 1. Fall.
-> also 100W/1grd bzw. 300W/1grd
Wenn man nun die Verstärkung sehr groß macht (ideal gegen unendlich),
kommt man übrigens zu oben genannten 2-Punktregler.
Dann reagiert der Regler nur noch mit Ein/Aus der max. vorhandenen
Heizleistung.
Was ist die Aufgabe von so einem P-Regler.
Es regelt halt irgend einen Prozess.
Dabei hat er einige Vorteile gegenüber dem einfachen 2-Punktregler.
Das Stellsignal kann der Abweichung angepaßt werden.
Der Regler regelt das Ist-Signal also feiner aus, weil nicht immer
bei kleiner Abweichung gleich mit voller Pulle ausgeregelt wird.
Beim 2-Punktregler wird ja erst reagiert, wenn z.B. ein Sollwert
unterschritten wird. Dann dauert’s meist eine Weile, bis der
Prozess überhaupt reagiert (z.b. wegen Verzögerungszeiten).
Wenn der Regler dann feststellt, daß der Sollwert überschritten
wird, dann schaltet er gleich wieder ganz aus.
Weil die Heizelemente aber noch heiß sind, wird der Wert noch
eine Weile ansteigen um dann wieder abzufallen.
In Folge dessen schwankt z.B. bei der Heizung (oder auch Kühlung)
die Isttemp. ständig zwischen einem unteren und einem oberen
Grenzwert und wird nie stabil auf einer Stelle stehen bleiben.
Das Verhalten nennt man „Überschwingen“
Mit dem Proportionalregler kann das Überschwingen stark reduziert
bzw. komplett verhindert werden.
Allerdings gibt es auch ein paar Nachteile:
- Sollwert wird langsamer ausgeregelt
- zwischen Istwert und Sollwert bleibt eine kleine Differenz
Wie stark diese Nachteile wirken, hängt vom Prozess ab
und natürlich auch von der Verstärkung (ist ein Parameter
des Reglers).
Höhere Verstärkung -> schnelleres Einschwingen aber Gefahr des
Überschwingens oder sogar instabile Regelung (schwingt ständig).
Niedrige Verstärkung -> langsames Einschwingen und größere
bleibende Abweichung.
Die Nachteile des P-Reglers werden übrigens durch sogenannte
I-Anteile (integrale Anteile) und d-Anteile (differentielle A.)
kompensiert. Damit kommmt man zu den weitaus komplizierteren
Modellen: P-I-Regler oder P-D-Regler oder sogar P-I-D-Regler.
Diese haben dann auch eine ganze Reihe von zusätzlichen
Parametern, die nicht mehr so einfach zu beschreiben sind.
Das erfordert einen mathematischen Formelapparat. Sowas lernst
man dann z.B. in einem Studium der E-Technik oder Elektronik.
Gruß Uwi
Regelt er stets nur
die Proportionen von zB. nachlaufendes Wasser und abfließendes
Wasser in einem Tank oder ist er noch vielseitiger einsetzbar?