Was ist ein PID-Regler?
„PID Regler“ steht jeweils für proportionale, integrale und derivative Regler. Es handelt sich dabei um die am häufigsten eingesetzte Regelungstechnik in der Industrie. Im folgenden Video wird erklärt, wie PID Regler funktionieren, und es werden die Auswirkungen des proportionalen, integralen und derivativen Teils des Reglers auf die Systemantwort im geschlossenen Regelkreis besprochen. Sehen Sie sich die Ressourcen unter dem Video an, wenn Sie erfahren möchten, wie PID Regler entworfen und implementiert werden.
Ein PID Regler ist mit mehreren Aufgaben verbunden:
- Auswahl eines geeigneten PID Algorithmus (P, PI oder PID)
- Justierung von Reglerverstärkungen
- Simulation des Reglers anhand eines Anlagenmodells
- Implementierung des Reglers auf einem Zielprozessor
Auch wenn die Theorie einfach ist, können der Entwurf und die Implementierung von PID Reglern in der Praxis schwierig und zeitraubend sein.
MATLAB und Add-on-Produkte machen diese Entwurfsaufgaben effizienter und ermöglichen Ihnen Folgendes:
- Konfiguration Ihres PID Reglerblocks in Simulink für PID Algorithmus (P, PI oder PID), Reglerform (parallel oder Standard), Windup-Schutz (ein oder aus) und Reglerausgangssättigung (ein oder aus)
- Automatische Justierung von Reglerverstärkungen anhand eines Anlagenmodells und interaktive Feinabstimmung Ihres Entwurfs
- Automatische Justierung von Reglerverstärkungen anhand einer physischen Anlage
- Justierung mehrerer Regler im Batch-Modus
- Simulation geschlossener Regelkreise durch Verbindung Ihres PID Reglerblocks mit dem Anlagenmodell
- Automatisches Generieren von C Code für die Ansteuerung eines Mikrocontrollers
- Automatisches Generieren von strukturiertem Text gemäß IEC 61131 für die Ansteuerung einer SPS oder eines PAC
- Automatische Skalierung von Reglerverstärkungen zur Implementierung Ihres Reglers mit einem Prozessor mit Festkomma-Arithmetik
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PID Regler FAQs
PID steht für proportionale, integrale und derivative Regelung, die in der Industrie am häufigsten verwendete Regelungstechnik ist.
PID Regler verwendet drei Terme — proportional, integral und derivativ — um den Ausgang eines Reglers anzupassen und den Fehler zwischen einem gewünschten Sollwert und der tatsächlichen Systemreaktion zu minimieren.
Der proportionale Anteil reagiert auf die aktuelle Fehlergröße und liefert sofortige Korrekturmaßnahmen, um die Differenz zwischen Sollwert und Messwert zu verringern.
Der integrale Anteil summiert vergangene Fehler über die Zeit auf, um den stationären Fehler auszugleichen und sicherzustellen, dass das System den gewünschten Sollwert erreicht.
Der differentielle Anteil sagt zukünftige Fehler voraus, indem er die Änderungsrate des Fehlers misst, wodurch Überschwingen reduziert und die Systemstabilität verbessert werden.
PID Regler werden weit verbreitet in der Motorregelung, in Leistungselektroniksystemen, in der Robotik und in chemischen Prozessen eingesetzt, um Größen wie Drehzahl, Temperatur und Durchfluss zu regeln.
Obwohl das Konzept einfach ist, können Entwurf und Implementierung von PID Reglern in der Praxis schwierig und zeitaufwendig sein; Aufgaben wie Auswahl des Algorithmus, Abstimmung der Verstärkungen, Simulation und Implementierung auf Prozessoren sind erforderlich.
Reale Systeme weisen oft Komplexitäten wie nichtlineare Dynamik, äußere Störungen, betriebliche Beschränkungen und Zeitverzögerungen auf, die die Leistung von Standard-PID-Reglern deutlich verschlechtern. Diese Probleme entstehen, weil traditionelle PID Regler Linearität und feste Betriebsbedingungen annehmen, was in realen Systemen selten zutrifft.
MATLAB- und Simulink-Produkte ermöglichen automatisches Tuning, Echtzeit-Autotuning, Simulation, Codegenerierung für Microcontroller und SPS sowie Batch-Tuning mehrerer Regler.
Siehe auch: Regelsysteme, Steuerungssysteme, Systementwurf und -Simulation, Modellierung physikalischer Systeme, Linearisierung, Parameterschätzung, PID Optimierung, Reglerentwurf-Software, Bode-Diagramm, Wurzelort, Feldorientierter Ansatz, BLDC-Motorsteuerung, Motorsimulation für Motorsteuerungsentwürfe, Leistungsfaktorkorrektur, Kleinsignal-Analyse
