PID Regler einstellen in der Praxis (2023)

PI und PID Regler sind die in der Praxis am häufigsten eingesetzten Regler. Auch wenn das eigentliche Regelgesetz sehr einfach ist, ist die Wahl geeigneter Regelparameter alles andere als trivial. Wir stellen eine praxistaugliche und vielfach bewährte Methode zum Einstellen der Parameter vor.

PID Regler einstellen in der Praxis (1)

Manuel Gräber

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March 16, 2021

PID Regler einstellen in der Praxis (2)

© kinwun / 123RF.com

(Video) Stetigregler 4 - PI und PID Regler einstellen nach Chien, Hrones Reswick

[…] the Ziegler–Nichols methods result in poor control […]. We should revere the Ziegler–Nichols rules for the original ideas, but they are not useful for practical PID tuning and there are better methods to teach in e.g. basic control courses.

Olof Garpinger, Tore Hägglund, Karl Johan Åström, Performance and robustness trade-offs in PID control

Schritt für Schritt den Regler einstellen

PI und PID Regler sind die in der Praxis am häufigsten eingesetzten Regler. Auch wenn das eigentliche Regelgesetz sehr einfach ist, ist die Auswahl geeigneter Einstellungsparameter alles andere als trivial. Es gibt eine Vielzahl von theoretisch und empirisch hergeleiteten Methoden, um optimale oder gute Parameter für eine konkrete Anwendung (Regelstrecke) zu ermitteln. Allerdings sind die mathematisch-theoretischen Methoden häufig zu aufwendig und daher nicht praxistauglich. Und empirisch hergeleitete Methoden wie die häufig gelehrte Ziegler-Nichols-Methode können in der Praxis zu sehr schlechten Ergebnissen führen.

Im Folgenden stellen wir eine Methode Schritt für Schritt vor, die sich in zahlreichen Anwendungen an realen Anlagen oder in der Systemsimulation bewährt hat. Die Ergebnisse sind im theoretischen Sinn sicherlich nicht optimal aber führen eigentlich immer zu einem guten Verhalten des geschlossenen Regelkreises.

Die einzelnen Schritte sind:

  1. Wirkrichtung der Regelstrecke überprüfen
  2. Reinen Proportionalanteil (P) einstellen
  3. Integralanteil (I) hinzunehmen
  4. Differentialanteil (D) hinzunehmen

Im Folgenden gehen wir auf die einzelnen Schritte detailliert ein. Dabei setzen wir ein Grundverständnis der Regelungstechnik und der Begriffe Regelstrecke, Stellgröße, Regelgröße, Sollwert und Regelkreis voraus. Ansonsten ist es besser, mit den Grundlagen des Regelkreises zu starten.

Wirkrichtung der Regelstrecke

Die Grundidee von Regelung ist, über gezielte Rückkopplung das Verhalten eines dynamischen Systems zu verändern. Bei Rückkopplungen in dynamischen Systemen ist das Vorzeichen elementar wichtig. Positive Rückkopplung führt zu instabilen – also exponentiell wachsenden – Verhalten. Ein aktuelles Beispiel ist die Ausbreitung einer Pandemie: Mehr Infizierte führen zu mehr Infektionen also noch mehr Infizierten. So eine positive Verstärkung ist in der Regelungstechnik unerwünscht, Regelkreise müssen immer so geschlossen werden, dass die Rückkopplung negativ ist.

Praktisch bedeutet das: Wählen Sie das Vorzeichen des Reglers entgegengesetzt zur Wirkrichtung der Regelstrecke. Die Standardeinstellung eines Reglers geht üblicherweise von einer positiven Wirkrichtung der Regelstrecke aus und bindet daher den Istwert der Regelgröße negativ ein. Denn:

Plus (Regelstrecke) * Minus (Regler) = Minus (Rückkopplung im Regelkreis)

Das funktioniert zum Beispiel wunderbar bei einem Temperaturregler, an dem ein elektrischen Heizer für ein Wasserbad angeschlossen ist. Eine höhere Heizleistung (Stellgröße) bewirkt eine höhere Temperatur des Wasserbads (Regelgröße). Durch die negative Berücksichtigung des Istwerts im Regler ist die Rückkopplung des Regelkreises negativ und erfüllt damit eine Voraussetzung für Stabilität.

Würde der gleiche Regler eine Kältemaschine steuern, die das Wasserbad kühlt, wäre die Wirkrichtung der Regelstrecke Kälteleistung → Temperatur negativ. Würde man den Regler auf der Werkseinstellung lassen, ist der Regelkreis immer instabil. Für solche Fälle müssen Sie das Vorzeichen des Reglers aktiv ändern.

(Video) PID Regler: Visualisierung des Verhaltens bei Parameteränderungen (Ein- und Überschwingen)

Die Wirkrichtung einer Regelstrecke kann man in der Regel durch ein paar physikalische Überlegungen einfach herausfinden. Ich persönlich bevorzuge aber die Trial-and-Error-Methode: Regler mit I-Anteil anschalten und beobachten, ob die Stellgröße in die richtige Richtung läuft, wenn nicht, Vorzeichen des Reglers ändern.

Regelparameter

Für das PID Regelgesetz gibt es verschiedene mathematische Darstellungen. Die sind alle äquivalent aber führen zu unterschiedlichen Definitionen der Einstellparameter. Es ist wichtig, dass Sie verstehen, wie die Parameter in Ihrem konkreten Regler definiert sind, um sie einstellen zu können.

Die Grundform eines PID Reglers kann mit dieser Differentialgleichung beschrieben werden:

$$u = K_{\rm P} \ e + K_{\rm I} \int e \ {\rm d} t+K_{\rm D} \frac{{\rm d}e}{{\rm d}t}$$

Die Stellgröße u berechnet sich aus den Summen der P, I, und D Anteile. Wobei e den Regelfehler, also die Differenz zwischen Soll- und Istwert der Regelgröße beschreibt. Die einzelnen Anteile werden mit voneinander unabhängigen Parametern K beschrieben.

Eine übliche alternative Beschreibungsform ist:

$$u=K_{\rmP}\left(e+\frac{1}{T_{\rmN}}\inte\{\rmd}t+T_{\rmV}\frac{{\rmd}e}{{\rmd}t}\right)$$

Der Proportionalanteil wird unverändert über die Verstärkung \(K_{\rm P}\) beschrieben, aber der Integralanteil wird über die Nachstellzeit \(T_{\rm N}\) und der Differentialanteil über die Vorhaltzeit \(T_{\rm V}\) definiert. Beide neu eingeführten Paramater haben die Dimension Zeit und werden in Industriereglern entweder in Sekunden oder Minuten eingegeben. In vielen Industriereglern wird die proportionale Verstärkung in einer leicht abgewandelten Form eingeben, und zwar dimensionslos als Proportionalbereich (oder Proportionalband) \(X_{\rm P}\). Dieser Wert wird in Prozent angegeben und auf den maximalen Bereich von Ausgangs- und Eingangssignal des Reglers bezogen:

$$X_{\rmP}:=\frac{100}{K_{\rmP}}\frac{\Deltau}{\Deltae}$$

Die genauen Definitionen sind für die hier beschriebene Methode nicht entscheidend. Wichtig zu verstehen ist lediglich, dass kleine Werte für \(X_{\rm P}\) und \(T_{\rm N}\) generell zu größeren Stellgrößen und damit einem aggressiveren Regelverhalten führen, während es bei \(T_{\rm V}\) und \(K_{\rm P}\) genau umgekehrt ist.

(Video) Einführung PID Regler

Proportionalanteil einstellen

Zunächst wird der Regler als reiner P-Regler betrieben, das heißt I-Anteil und D-Anteil werden komplett ausgestellt. Es werden wiederholt Sprünge auf den Sollwert gegeben und die Sprungantwort des geschlossenen Regelkreises beobachtet.

Wir fangen mit einer geringen Verstärkung also einem eher passiven Regler an. Einen guten Startpunkt für \(K_{\rm P}\) finden Sie durch die Überlegung, in welcher Größenordnung Änderungen der Stellgröße eine Änderung der Regelgröße bewirken. Von diesem Werte nehmen Sie dann einen Bruchteil – zum Beispiel ein Hundertstel. Falls in Ihrem Regler der P-Anteil über den Proportionalbereich \(X_{\rm P}\) vorgeben wird, wählen Sie einen hohen Wert – zum Beispiel 100.

Dabei ist zu beachten, dass mit einem reinen P-Regler immer eine bleibende Regelabweichung existiert. Das heißt, wir werden den Sollwert nie exakt treffen. Die erste Sprungantwort sollte ungefähr wie unten in der ersten Abbildung aussehen. Wiederholen Sie das Experiment Sprungantwort bei stufenweiser erhöhter Verstärkung, also einem immer aggressiveren Regler. Die Antwort des Regelkreises wird dabei immer schneller und die bleibende Regelabweichung nimmt ab. Irgendwann kommt man an den Punkt, an dem der Regelkreis deutlich schwingt und bei weiterer Erhöhung der Verstärkung sogar instabil wird. Dann hat man es übertrieben. Eine gute Einstellung ist, wenn ein erkennbares Überschwingen auftritt, das aber schnell abklingt.

PID Regler einstellen in der Praxis (3)

Generell haben Sie hier einen gewissen Spielraum. Wählen Sie für eine robuste konservative Einstellung ein geringeres \(K_{\rm P}\) bzw. größeres \(X_{\rm P}\), und für eine aggressivere möglichst schnelle Regelung genau umgekehrt. Den so ausgewählten P-Anteil behalten wir für alle folgenden Schritte bei.

Integralanteil einstellen

Nun wird der Regler als PI-Regler betrieben. Der Integralanteil sorgt nach einer ersten schnellen Reaktion des P-Anteils dafür, dass der bleibende Regelfehler über die Zeit ausgeglichen wird.

Wir fangen zunächst mit einem großen Wert für die Nachstellzeit \(T_{\rm N}\) an, das entspricht einem trägen Verhalten. Die intuitive Abschätzung der Zeitkonstante der Regelstrecke liefert einen guten Anhaltspunkt. Wie lange dauert es ungefähr, bis die Regelstrecke nach einem Sprung der Stellgröße wieder in einem stationären Zustand ist? Die Antwort auf diese Frage ist ein guter Startpunkt für \(T_{\rm N}\).

Analog zum Einstellen des P-Anteils führen wir wiederholt Sollwertsprünge durch und schauen uns die Antwort des geschlossenen Regelkreises an. Dabei vermindern wir stufenweise \(T_{\rm N}\) und erhöhen damit die Aggressivität des Reglers. Auch für den Integralanteil gilt: Eine zu aggressive Einstellung führt zu ungewollten Schwingungen oder sogar Instabilität.

(Video) Anwendung des Faustformelverfahrens zur Einstellung der PID-Reglerparameter nach Ziegler und Nichols

PID Regler einstellen in der Praxis (4)

Auch hier gibt es wieder einen Spielraum. Größere Nachstellzeiten führen zu robusteren und kleinere Nachstellzeiten zu schnelleren Regelungen. Die gewählte Einstellung für \(T_{\rm N}\) behalten wir für den nachfolgenden Schritt bei.

Differenzialanteil einstellen

Meine persönliche Meinung ist: Für viele praktische Anwendung reicht ein gut eingestellter PI-Regler vollkommen aus. Das heißt, wenn Sie jetzt schon mit der Performance des Reglers zufrieden sind, hören Sie einfach auf. Falls Sie durch die Hinzunahme des D-Anteils noch etwas herausholen wollen, dann wiederholen wir das Vorgehen aus den beiden vorherigen Schritten.

Wir fangen wieder mit einer langsamen Einstellung an, also wählen eine kleine Vorhaltzeit \(T_{\rm V}\). Als Richtwert kann ein Zehntel der zuvor gewählten Nachstellzeit des I-Anteils dienen. Diese verringern wir stufenweise, bis wir mit der Performance des Regelkreises zufrieden sind.

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Theoretisch bewirkt der D-Anteil auch, dass größere P-Anteil gewählt werden können, ohne dass das System anfängt zu schwingen. Das heißt, wir könnten mit aktiven PID-Regler nun noch mal den P-Anteil nachjustieren.

Robustheit und Nichtlinearitäten

Mit der hier beschriebenen Methode gelingt es in der Praxis, einen PID-Regler gut einzustellen. Unabhängig von der Einstellmethode gilt für einen PID-Regler aber immer, dass er ein linearer Regler ist, der in einer nichtlinearen Welt immer nur für einen Arbeitspunkt gut eingestellt werden kann. Es kommt stark auf die Regelstrecke an – genauer auf deren Nichtlinearität – wie gut die gefundenen Regelparameter auch an anderen Arbeitspunkten funktionieren. Ich denke dieses Phänomen ist vielen aus der Praxis bekannt. Ein bisher gut funktionierender Regler fängt an einem anderen Arbeitspunkt (z.B. Teillast anstatt Volllast) auf einmal an zu schwingen.

Um solche Probleme zu vermeiden, kann man den PID-Regler von vornherein robuster einstellen. Generell gibt es immer ein Performance/Robustheits-Zielkonflikt. Das heißt, wenn ich in den Schritten oben, die Parameter eher etwas zur langsamen Seite hin wähle, erhalte ich einen robusteren Regler, der dann auch eher bei veränderten Betriebsbedingungen funktioniert.

Will man Nichtlinearitäten der Regelstrecke vollständig verstehen, und Regelungen entwerfen, die möglichst performant sind, kommt man an einer detaillierten Analyse der Dynamik der Regelstrecke nicht vorbei. Ein mächtiges Werkzeug hierfür ist die Systemsimulation mit der Modellierungssprache Modelica. Systeme können übersichtlich aus Einzelkomponenten und vorhandenen Bibliotheken aufgebaut werden. Durch virtuelle Experimente können die wichtigsten physikalischen Effekte und Wechselwirkungen gezielt untersucht und verstanden werden.

Für viele technische Gebiete gibt es industrieerprobte Modellbibliotheken, die den Aufwand bei der Modellierung stark verringern. Wir bieten mit der TIL Suite für Thermodynamik Simulation und der PSL für verfahrenstechnische Systeme professionelle Modelica-Bibliotheken und das dazugehörige Know-how an. Gerne helfen wir Ihnen bei der Regelungsentwicklung für Ihre konkrete Anwendung.

(Video) ** PID Regler mit Excel verständlich gemacht

FAQs

Wo wird der PID-Regler eingesetzt? ›

Die PID-Regelung wird dazu verwendet, um eine Regelgröße (z. B. Druck, Temperatur, Frequenz, etc.) an den Sollwert anzugleichen.

Wann PI und wann PID-Regler? ›

Der PID-Regler reagiert, anders als der PI-Regler, sofort beim Auftreten einer Regelabweichung. Geht die Änderungsgeschwindigkeit von e(t) wieder zurück, so nimmt der D-Anteil an der berechneten Stellgröße ebenfalls ab. Der PID-Regler (1.

Was ist die nachstellzeit? ›

Die Nachstellzeit ist ein Maß dafür, wie stark die zeitliche Dauer der Regelabweichung in die Regelung eingeht. Eine große Nachstellzeit bedeutet einen geringen Einfluss des I-Anteils und umgekehrt.

Wann wird ein Regler instabil? ›

Enthält die Regelstrecke instabile Pole, die durch identische Nullstellen des Reglers gekürzt werden, dann ist der geschlossene Regelkreis instabil!

Wann macht PID Sinn? ›

PID Steuerung ist für gehobene Kaffeemaschinen-Levels fast schon obligatorisch, warum eigentlich? Ziel dieser PID Steuerung ist es, eine konstante Brühtemperatur zu erzeugen und erhalten, die unabhängig vom Volumen des Kessels arbeitet. Denn eine konstante Brühtemperatur ist der schlüssel zum guten Espresso.

Warum PID-Regler? ›

Ein PID-Regler ist eine Regelungsstruktur, die versucht eine bestimmte Regelgröße (Druck, Temperatur, etc.) auf einen vorgegebenen Sollwert auszuregeln (PID Sollwert). Um dies zu tun benötigt der Regler Informationen über den aktuellen Status des Systems in Form eines Messwertes (Drucksensor, Temperatursensor, etc.).

Welche Vor und Nachteile hat ein PI Regler? ›

Er hat aber den Vorteil, dass Regelabweichungen vollständig eliminiert werden. Der PI-Regler ist die Kombination aus P- und I-Regler und kombiniert den Vorteil des P-Reglers, nämlich eine schnelle Reaktion, mit dem Vorteil des I-Reglers, einer exakten Ausregelung ohne eine bleibende Regelabweichung.

Wann wird PI offiziell? ›

2009 wurde in den USA der 14. März vom US-Kongress zum offiziellen Nationaltag für die Kreiskonstante Pi erklärt.

Wann wird PI handelbar? ›

Geht der Pi Coin in den Handel, könnte der Pi Coin Kurs schon bald bei 0,0070 Dollar liegen. Bis 2025 könnte der Pi Coin Wert dann auf 0,012 Dollar steigen. Die Besonderheit von Pi ist, dass der Coin über Smartphones geschürft werden kann. Das Pi Coin Mining soll daher für viele Personen möglich sein.

Was macht der D Anteil im PID Regler? ›

Der D-Anteil eines Reglers mit PID oder PD-Struktur reagiert auf die Änderungsgeschwindigkeit des Istwertes. Beim Anfahren an den Sollwert „bremst“ der D-Anteil und kann damit ein Überschwingen der Regelgröße über den Sollwert vermeiden.

Was macht der D Regler? ›

Anders als bei anderen stetigen Reglern hat der D-Regler eine kantige Kurvenstruktur. Dies ist der verzögerten Reaktion der Regelstrecke geschuldet. Die zu Beginn plötzlich auftretende Abweichung der Regelgröße vom Sollwert bewirkt eine große Ableitung der Regeldifferenz und folglich eine starke Reaktion des D-Reglers.

Was macht das D Glied? ›

Das D-Glied ist ein Übertragungsglied in der Regelungstechnik, das ausschließlich in Verbindung mit anderen Regelgliedern eingesetzt wird. Die Ausgangsgröße des D-Gliedes reagiert nicht auf die Höhe der Regelabweichung, sondern auf die Änderungsgeschwindigkeit der Eingangsgröße und damit der Regelabweichung.

Wie wird ein PID Regler eingestellt? ›

Proportionalanteil einstellen

Zunächst wird der Regler als reiner P-Regler betrieben, das heißt I-Anteil und D-Anteil werden komplett ausgestellt. Es werden wiederholt Sprünge auf den Sollwert gegeben und die Sprungantwort des geschlossenen Regelkreises beobachtet.

Was ist ein PID Temperaturregler? ›

Einführung zum Thema Temperaturregelung mit PID-Reglern

Der Temperaturregler erhält ein Eingangssignal von einem Temperaturfühler und liefert ein Ausgangssignal, das für die Regelung eines Prozesses verwendet wird, beispielsweise eines Heizgeräts oder Lüfters.

Warum I Regler langsam? ›

Der I-Regler ist langsam, da die Stellgröße sich erst im Laufe der Zeit aufintegriert. Da der Regler aber die Stellgröße bei Überschwingen genauso langsam wieder abbaut, kann die Regelung nicht durch verringern von I beschleunigt werden.

Warum ist die PID in Deutschland verboten? ›

Am 7. Juli 2011 stimmte der Bundestag mit 326 Stimmen einem überparteilichen Gesetzesentwurf zu, der die PID im Grundsatz verbietet, sie aber zulässt, wenn aufgrund der genetischen Veranlagung der Eltern eine schwerwiegende Erbkrankheit beim Kind oder eine Tot- oder Fehlgeburt wahrscheinlich ist.

Wo ist die PID nicht erlaubt? ›

Die Möglichkeiten der PID im europäischen Ausland sind in vielen Ländern ähnlich ausgestaltet wie in Deutschland. In Österreich und der Schweiz ist die PID im Grundsatz ebenfalls verboten, in besonderen Fällen ist sie jedoch zur Erkennung von schwerwiegenden Erbkrankheiten erlaubt.

Wie lange dauert eine PID? ›

Für molekulargenetische Untersuchungen bei monogenen Erkrankungen muss das PID-Testverfahren dagegen für die Familie individuell etabliert werden. Die Dauer der Etablierung eines PID-Testverfahrens kann im Einzelfall sehr unterschiedlich sein. Als Richtwert sollte man mit 4 bis 6 Monaten rechnen.

Wie wird eine PID durchgeführt Was passiert bei einer PID ?)? ›

Die Präimplantationsdiagnostik (PID) ist eine genetische Untersuchung des Embryos vor (prä) der Einnistung in die Gebärmutter (Implantation). Dafür werden dem Embryo ca. fünf Tage nach der Befruchtung einige Zellen entnommen und genetisch untersucht. Die Entnahme dieser Zellen schadet dem Embryo in der Regel nicht.

Wie ist das Verfahren der PID? ›

Als Präimplantationsdiagnostik ( PID ) bezeichnet man die genetische Untersuchung von Zellen eines nach künstlicher Befruchtung gezeugten Embryos in vitro vor seiner Übertragung in die Gebärmutter.

Was ist ein Regelfehler? ›

Bleibende Regelabweichung: Der Regelfehler einer Sprungantwort nach dem Einschwingen der Regelgröße als „bleibende Regelabweichung“ beträgt 100 % / Kp, wenn kein I-Glied in der Strecke enthalten ist.

Kann PI erfolgreich werden? ›

Ist PI Coin eine gute Investition? Momentan können Anleger nicht mit Pi Coins handeln. Wenn Sie davon ausgehen, dass das Projekt erfolgreich eine zugängliche Kryptowährung auf den Markt bringen wird, die einfache User nicht auspreist, könnten Sie sich am Mining des Coins beteiligen.

Welcher Regler für I Strecke? ›

Für einfache Regelaufgaben reicht oft schon ein reiner P-Regler aus, wenn die bleibende Regelabweichung vernachlässigt werden kann oder weil die Strecke schon einen I-Anteil besitzt. Allgemein ist festzuhalten, dass ein PID-Regler gerne verwendet wird; er vereinigt alle Vorteile der anderen Regler.

Was ist KPR Regelungstechnik? ›

y e y K e y K w x ⇒ = = − : g g KPR ist der Proportionalbeiwert des Reglers und der Verstärkungsfaktor des Verstärkers. Wie aus der Gleichung zu ersehen, bewirkt ein Ansteigen der Regelgröße eine kleinere Stellgröße, das heißt der Regler wirkt einer ungewollten Änderung der Regelgröße entgegen (Gegenkopplung).

Wie viel kostet 1 Pi? ›

1 Pi Network im Wert von $0.6962 jetzt.

Hat Pi eine Zukunft? ›

Im März berechnete DigitalCoin's Pi Network Preisprognose 2021-2025, dass der Preis der Münze von durchschnittlich 0,0108 gegenüber dem US-Dollar im Jahr 2021 auf $0,0128 im Jahr 2022 und $0,0212 bis 2025 steigen könnte.

Wie viel kostet PiCoin? ›

Der PiCoin-Preis heute liegt bei €0.007066 EUR mit einem 24-Stunden-Handelsvolumen von nicht verfügbar. Wir aktualisieren unseren PI-zu-EUR-Kurs in Echtzeit. PiCoin hat sich in den letzten 24 Stunden nicht verändert.

Wie viel sind 100 PI wert? ›

Der Umrechnungswert für 100 PI zu 0.331 EUR.

Wie viel Pi ist ein Euro? ›

Der aktuelle Wechselkurs von Plian (PI) in Euro beträgt 0,003342 €.

Kann man pi schon kaufen? ›

Gehandelt wird der Pi Coin aktuell noch nicht. Laut CoinMarketCap befindet sich die Kryptowährung derzeit in der Übergangsphase vom Testnet zum Mainnet.

Was sind PID Werte? ›

PID-Werte. Der Integralteil I stellt die Stellgröße in Abhängigkeit von der aus dem Proportionalteil verbliebenen Abweichung periodisch nach. Pro 1 K Abweichung vom Sollwert ändert sich die Stellgröße alle X Sekunden um eine Stufe.

Was ist der Istwert und der Sollwert? ›

Der Sollwert ist diejenige Größe der zu beeinflussenden Komponente, die den gewünschten Wert, meist den Idealwert, verkörpert. Gemessen wird ein Istwert, d.h. der zu dem Zeitpunkt im System vorliegende Wert der zu beeinflussenden Größe.

Was ist der Übertragungsbeiwert? ›

Der Übertragungsbeiwert, bei P-Strecken auch als Proportionalbeiwert bezeichnet, wird stets für den stationären oder eingeschwungenen Zustand bestimmt. Er gibt an, wie sich Regelgröße und Stellgröße zusammen ändern. Der KS-Wert wird zum Teil auch dann als Streckenverstärkung bezeichnet, wenn er kleiner als 1 ist.

Welche Arten von Regler gibt es? ›

Man unterscheidet hauptsächlich zwei Arten: die proportional wirkenden (P-Regler) und die integral wirkenden (I-Regler) Regler. Weiterhin existieren Regler, deren Verhalten sowohl proportional als auch integral ist. Sie werden als PI-Regler bezeichnet.

Welchen Einfluss haben PI und D Anteil in einem PID Regler? ›

Der PD-Regler benötigt, um die gleiche Stellgröße zu erzielen wie P-Regler, eine um die Vorhaltezeit Tv verringerte Zeit. Durch den D-Anteil erreicht man ein schnelles, überschwingfreies Anfahren an den Sollwert. Der Regler reagiert schneller. Nachteil: bleibende Regelabweichung.

Was ist ein Totzeitglied? ›

Bei Transportvorgängen reagiert ein Ausgangssignal erst nach einer Totzeit TT. Ein Beispiel ist ein Förderband, das bei einer Geschwindigkeit v eine Strecke s zurücklegen muss. Bevor das zu befördernde Material vom Förderband fällt, vergeht die Zeit TT = s / v.

Was sagt das Bode Diagramm aus? ›

Unter Bode-Diagramm (engl. Bode plot) versteht man eine Darstellung von zwei Funktionsgraphen: Ein Graph zeigt den Betrag (Amplitudenverstärkung), der andere das Argument (die Phasenverschiebung) einer komplexwertigen Funktion in Abhängigkeit von der Frequenz.

Was ist eine sprungantwort Regelungstechnik? ›

Die Sprungfunktion ist nach wie vor die wichtigste Testfunktion der Regelungstechnik. Die Eingangsfunktion x e ( t ) wird zum Zeitpunkt sprungförmig von Null auf einen Wert x e 0 ( = k 0 ) geändert. Die Sprungantwort ist entsprechend der zeitliche Verlauf der Ausgangsfunktion x a ( t ) eines Übertragungselements.

Was macht eine PID? ›

Als Präimplantationsdiagnostik ( PID ) bezeichnet man die genetische Untersuchung von Zellen eines nach künstlicher Befruchtung gezeugten Embryos in vitro vor seiner Übertragung in die Gebärmutter.

Was macht ein PD-Regler? ›

Der PD-Regler (Proportional-Differential-Regler) ist ein Übertragungselement der Regelungstechnik, das sich aus Anteilen eines P-Gliedes und aus Anteilen eines D-Gliedes zusammensetzt. Der Differential-Anteil reagiert dabei auf die Änderungsgeschwindigkeit der Regelabweichung.

Wer darf eine PID durchführen? ›

Zur Durchführung einer PID ist nur qualifiziertes ärztliches Fachpersonal in für Präimplantationsdiagnostik zugelassenen Zentren befugt.

Warum würde PID verboten? ›

Bereits mit der Streichung der eugenischen Indikation hat der Gesetzgeber festgestellt, dass die Krankheit oder Behinderung des Embryos kein rechtmäßiger Grund für einen Schwangerschaftsabbruch ist. Diese Haltung ist nun mit einem Verbot der PID zu bekräftigen.

Wer darf alles eine PID durchführen? ›

Eine Ethikkommission muss die Einhaltung der unter 1. genannten Voraussetzungen geprüft und eine zustimmende Bewertung abgegeben haben. Die PID muss durch eine hierfür qualifizierte Ärztin oder einen hierfür qualifizierten Arzt in für die PID staatlich zugelassenen Zentren vorgenommen werden.

Was macht der D-Anteil im PID Regler? ›

Der D-Anteil eines Reglers mit PID oder PD-Struktur reagiert auf die Änderungsgeschwindigkeit des Istwertes. Beim Anfahren an den Sollwert „bremst“ der D-Anteil und kann damit ein Überschwingen der Regelgröße über den Sollwert vermeiden.

Was bedeutet 3 Punkt Regler? ›

Ein Dreipunktregler ist ein unstetig arbeitender Regler mit drei Ausgangszuständen. Je nachdem, ob der Istwert unter dem ersten Sollwert, zwischen erstem und zweitem Sollwert, oder über dem zweiten Sollwert liegt, wird der erste, zweite oder dritte Ausgangszustand eingenommen.

Wie viel kostet ein Regler? ›

Günstige gebrauchte Regler kann man derzeit für 14,99 € kaufen. Im Durchschnitt liegt der Preis bei etwa 53,00 € und die teuersten Regler kosten 799,95 €.

Was ist PID bei Kaffeemaschinen? ›

Bei Siebträger Espressomaschinen mit PID Regler (auch PID Controller, PID Steuerung genannt) wird die Brühwassertemperatur geregelt, um eine möglichst konstante Qualität des Espressos beim Brühvorgang zu erzielen.

Was ist ein PI Regler? ›

Der PI Regler setzt sich aus den Anteilen des P- und I- Gliedes zusammen und entspricht damit einem PI Glied. Er vereint die positiven Eigenschaften der beiden Anteile. Das führt dazu, dass er schneller reagiert als ein I-Regler aber gleichzeitig im Gegensatz zum P-Regler keine Regelabweichung aufweist.

Welche Vor und Nachteile hat ein P Regler? ›

Den ProportionalRegler, kurz P-Regler, kennzeichnet, dass die Reglerausgangsgröße proportional zur Regeldifferenz ist.
...
Nachteile des P-Reglers
  • Infolge der dauerhaften Regelabweichung kann der Sollwert im Zeitverlauf nicht ganz genau erreicht werden.
  • Reaktionsgeschwindigkeit ist nicht ideal.

Was ist der KPR wert? ›

y e y K e y K w x ⇒ = = − : g g KPR ist der Proportionalbeiwert des Reglers und der Verstärkungsfaktor des Verstärkers. Wie aus der Gleichung zu ersehen, bewirkt ein Ansteigen der Regelgröße eine kleinere Stellgröße, das heißt der Regler wirkt einer ungewollten Änderung der Regelgröße entgegen (Gegenkopplung).

Videos

1. P- und PI-Regler; Einstellung nach Ziegler-Nichols
(Jörn Loviscach)
2. Stetigregler 3 - PI und PID Regler
(EinfachTechnik)
3. PID Regler
(FlowCAD)
4. PID-Temperaturregler, Zweipunktregler & Co. | Temperatur Profis
(Temperatur Profis)
5. Regler #105 PI-Regler PID-Regler
(Papier & Technik)
6. PID Regler TIA Portal Regelungstechnik – SPS programmieren lernen – Aufbaukurs (Kapitel 8.1)
(sps4you)
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Author: Otha Schamberger

Last Updated: 03/07/2023

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