zu Kap. III.3.1 Einstellregeln Typische Reglerstrukturen • P-Regler K ( s) = K P • PI-Regler K ( s) = K P (1 + • PD-Regler (nicht exakt realisierbar) K ( s) = K P (1 + TD s ) • PID-Regler (nicht exakt realisierbar) ⎛ 1 ⎞ ⎟⎟ K ( s ) = K P ⎜⎜1 + TD s + T Is ⎠ ⎝ 1 ) TI s Vorlesung Regelungstechnik 1 Einstellregeln für Regler-Tuning Universität Stuttgart Universität Stuttgart Vorlesung Regelungstechnik 1 Ausgangsrückführungen Übersicht über ausgewählte Tuning-Verfahren Einstellen der Reglerparameter bei vorgegebener Struktur mit Hilfe der 1. Sprungmethode nach Ziegler-Nichols Bei bekannter Sprungantwort eines stabilen Systems, gewonnen aus Modell oder Experiment. 2. Schwingmethode nach Ziegler-Nichols Bei bekanntem Modell mit Hilfe des Bodediagramms (Frequenzbereichsmodell) oder eines Simulationsexperiments (Zeitbereichsmodell), Experiment oft nicht ratsam. 3. Relais-Methode nach Åström-Hagglund Kein Streckenmodell nötig, Parameter aus Experiment mit Schalt-Regler. Sprungmethode nach Ziegler-Nichols Voraussetzungen: 1. Regelstrecke ist stabil 2. Sprungantwort hat (näherungsweise) folgende Form: (Tangente im Wendepunkt) y Übertragungsfunktion GS ≈ K S KS 1 τs+1 e –Ls KS...stat. Verstärkung τ...Anstiegszeit R=KS/τ...Tangentensteigung L τ t L...Totzeit Vorlesung Regelungstechnik 1 Einstellregeln für Regler-Tuning Universität Stuttgart Universität Stuttgart Vorlesung Regelungstechnik 1 Einstellregeln für Regler-Tuning Vorlesung Regelungstechnik 1, Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik Prof. Dr.-Ing. Frank Allgöwer, Dipl.-Ing. Tobias Schweickhardt Sprungmethode nach Ziegler-Nichols Regelziel: Amplitudenverhältnis im geschlossenen Kreis a=y2/y1<0.25 y y1 y2 t 1 zu Kap. III.3.1 Einstellregeln Wahl der Parameter (Erfahrungswerte) P-Regler PI-Regler PID-Regler 1 K= RL 0.9 K= RL 1.2 K= RL TI= L 0.3 TI= 2 L TD= 0.5 L Vorlesung Regelungstechnik 1 Sprungmethode nach Ziegler-Nichols Einstellregeln für Regler-Tuning Universität Stuttgart Universität Stuttgart Vorlesung Regelungstechnik 1 Einstellregeln für Regler-Tuning Vorlesung Regelungstechnik 1, Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik Prof. Dr.-Ing. Frank Allgöwer, Dipl.-Ing. Tobias Schweickhardt Sprungmethode nach Ziegler-Nichols Vorteile: • Sehr schneller Entwurfsvorgang • Ausreichend robustes Regelverhalten (Stabilität) Nachteile • Keine hohe Regelgüte erreichbar • Nicht anwendbar bei L>τ ; Sehr sensitiv für L≈τ • Nur für stabile Strecken mit oben dargestellter Sprungantwort 2
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