3 Stetige Regler - JUMO

JUMO, FAS 525, Ausgabe 02.06
3 Stetige Regler
Bezüglich der Wirkung des D-Anteils sind zwei Situationen zu Betrachten:
- In einem Regelkreis hat der Istwert einen stabilen Endwert erreicht. Auf Grund einer Störung
wird der Istwert geringer. Nun liefert der D-Anteil einen zusätzlichen positiven Stellgrad, welcher
hilft, den Istwert wieder in Richtung größerer Werte zu bringen.
- Erfolgt eine Sollwerterhöhung, wird in einem Regelkreis der Istwert ebenfalls größer werden.
Der D-Anteil erkennt den steigenden Istwert und bremst durch einen negativen Stellgrad das
Anfahren des Istwertes an den neuen Endwert. Dieser Fall ist in Abbildung 42 gezeigt.
In Abbildung 42 sind Istwert- und Sollwertverlauf für einen PD-Regler im geschlossenen Regelkreis
gezeigt. Weiterhin sind die Stellgrade gezeichnet, welche durch den P- und den D-Anteil geliefert
werden.
P-Anteil
Zu Beginn des Diagramms ist ein Sollwert von 100°C vorgegeben, der Istwert liegt etwas unterhalb
von 100°C. Hieraus resultiert eine Regelabweichung und ein Stellgrad des P-Anteils.
Wird nun unter (1) ein Sollwert von 300°C vorgegeben, liegt zu Beginn eine große Regelabweichung
vor, wodurch sich ein hoher P-Stellgrad ergibt. Die Regelabweichung wird nach kurzer Zeit
geringer und somit wird auch der P-Stellgrad reduziert. Gelangt der Istwert über den Sollwert, ist
der P-Anteil 0%. Liegt der Istwert nach einiger Zeit unterhalb des Sollwertes, stellt sich wieder ein
P-Anteil >0% ein.
Schauen wir uns nun den D-Anteil an:
Zu Beginn des Diagramms ist der Istwert unverändert. Daher wird kein Stellgrad durch den D-Anteil
ausgegeben. Ab (1) steigt der Istwert an: Der D-Anteil erkennt den steigenden Istwert und gibt
einen negativen Stellgrad aus. Dieser Stellgrad wird vom P-Stellgrad abgezogen, der Gesamtstellgrad
wird somit geringer und das Ansteigen des Istwertes langsamer. Der D-Anteil schaut kontinuierlich
auf den Istwert und bestimmt die Steilheit. Je steiler der Istwert verläuft, umso höher ist der
D-Anteil. In (2) beträgt die Steigung des Istwertes 0, das bedeutet: Der D-Anteil beträgt ebenfalls
0%. Nach (2) fällt der Istwert ab. Auch hier wirkt der D-Anteil der Änderung entgegen, in dem er einen
positiven Stellgrad ausgibt, der zu dem P-Stellgrad addiert wird.
Die Stärke des D-Anteils kann der Anwender verändern: Je größer die Vorhaltezeit Tv eingestellt ist,
umso intensiver ist die beschriebene Wirkung.
Wir verdeutlichen noch einmal die Wirkung des D-Anteils in einem geschlossenen Regelkreis:
Schauen wir uns zu Beginn das Verhalten eines PD-Reglers an, bei dem der D-Anteil nicht wirkt
(Tv = 0s), siehe Abbildung 43:
x/w [°C]
y [%]
w
Abbildung 43: PD-Regler mit T v = 0s (D-Anteil ist unwirksam), P-Regler
y
x
t
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