Schwingungen beim Proportional-Regler

soko · Anmeldungsdatum: 22.11.2004 Beiträge: 35

Hallo!
Kann mir vieleicht jemand von euch erklären woher die Schwingungen beim P-Regler kommen bei Wahl hoher Regelverstärkungen? Und dann auch welche Konsequenzen eine zwangsläufige Verwendung kleiner Reglerverstärkungen auf das Regelverhalten hat?

Ich habe folgendes gelesen, weiß aber nicht ob das alles so stimmt.
also...1) Durch die Verstärkung der Differenz von Soll zu ist Wert, ´schießt´der Wert hoch, und ist bei erreichen des SOll-Wertes nicht sofort stabil. so kommt es zu einer Überschwingung und es muss wieder runter geregelt werden, was zu einer Unterschwingung führt. So entstehen die ungewollten Schwingungen.

oder...2) der P-Regler gibt nur ein Signal raus und verstärkt dieses, wenn eine Differenz zwischen Soll und Ist wert vorliegt. Wenn aber der Soll wert erreicht ist, gibt der P-regler kein Signal raus, da er keine Differenzwert hat den er verstärken könnte. Weil kein Signal mehr rausgegeben wird vom Regler, fällt der Wert wieder unter den Sollwert, und muss wieder hoch geregelt werden, wobei die Schwingungen entstehen.

Zur 2. Frage...ist es so dass man bei kleinen Regelverstärkungen , mit dem Istwert nicht an den Sollwert dran kommt? Dieser also IMMER unter dem Sollwert bleibt?

Danke für eure Hilfe.
ich geh jetzt
Gruß Soko Klo

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ob Fall 1 oder Fall 2 vorliegt, kommt auf das System an.

zu 1) fällt mir ein Beispiel ein:

Du versuchst, die Temperatur eines Raumes mit einem Heizkörper zu regeln.
Der Raum ist zu Beginn sehr kalt, der Heizkörper wird total heiß, und wenn der Raum seine Solltemperatur erreicht hat, ist der Heizkörper so heiß, dass er erstmal noch weiterheizt.
Deshalb schwingt hier die Regelung über.
(Um das zu bekämpfen, baut man in solche Regelungen noch einen D-Teil ein.)

Antwort auf Deine Frage zu 2):
Ja, wenn die Regelverstärkung zu klein ist, dann kann es vorkommen, dass es die Proportional-Regelung nicht schafft, den Sollwert zu erreichen.
Um das zu beheben, baut man in solchen Fällen einen I-Teil mit in die Regelung ein, der dann zu wirken beginnt ("ungeduldig wird und hilft"), wenn es der Proportionalregler zu lange nicht geschafft, den Sollwert zu erreichen.

soko · Anmeldungsdatum: 22.11.2004 Beiträge: 35

bei dem System geht es mir nur um ein system mit ausschließlich einem P-Regler. Welchen Fall hätte ich dann? können dann beide zutreffen? sowohl der erste als auch der zweite fall? oder nur einer von beiden?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wie oben gesagt, kann je nach Regelverstärkung bei einem System nur mit Proportionalregler sowohl der erste Fall auftreten als auch die Situation "3)", die du in deiner Frage 2. beschreibst.

Wie man am Fall 3) besonders deutlich sieht, bleibt bei einer P-Regelung stets ein Offset übrig, der nicht weggeregelt wird.

Bei deiner Beschreibung deines Fall 2) bin ich mir nicht sicher, ob ich einen Fall kenne, den ich genau so beschreiben würde. Du meinst vielleicht einen Fall mit mittelgroßer Verstärkung, bei dem das System sowohl schwingt, als auch am Ende noch einen deutlichen Offset behält. Dann schwingt es um diese Gleichgewichtslage, die durch den Offset gegeben ist.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Dieter5858 · Moderator Anmeldungsdatum: 02.08.2004 Beiträge: 696 Wohnort: Hamburg

Dein P Regler "braucht" die Regelabweichung da er sonst, wie schon erwähnt keinen Ausgang geben würde und die Strecke wieder abkühlen würde.
Nähert sich also der P Regler dem Sollwert nimmt er im Falle der Heizung die Heizkraft weg und es wird (z.B. durch Wärmeabstrahlung) wieder kühler im Raum.
Und irgendwann ist der Punkt erreicht wo der P Regler genau so viel Energie in das System schickt wie Energie durch Verluste entstehen.
Das ist aber nur theoretisch (sowas wird man nur in gaanz seltenen Fällen realisieren).

Also deine Aussagen 1 und 2 sind beide Richtig aber schon auf ein bestimmtest System bezogen (Die Temperatur wird nicht ins schingen kommen wenn du eine kleine Heizung für ein riesigen Saal hast wird deine Temperatur nicht auf 500°C Überschwingen wenn dein sollwert bei 30° liegt)

Hast du sonst noch fragen zu Regelstrecken (Verhalten)

@ Dermarkus
du meintest wohl ein I Anteil für den Regler

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Nur als Ergänzung zu PD Reglern: Man kann es wieder so sehen, dass ein D-Anteil zu einem Hochpassverhalten bei höheren Frequenzen Anlass gibt. Da ein Hochpass eine voreilende Phase hat, wird dem Phasenabfall der Strecke entgegengewirkt, d.h. es wird verhindert dass die Phase zu früh auf 180° abfällt. Dadurch kann ein höherer P-Anteil verwendet werden, was wiederum die Regelabweichung verkleinert.