Proportionalregelungsproblem im Steuerungssystem
Thread Content
Warum besteht beim proportionalen Regeln des Reglers immer ein Restfehler, wenn das System nach einem Störungsereignis wieder ins Gleichgewicht kommt? Im Anfangszustand ist das System im Gleichgewicht. Nach Δu=K*e(t), wobei e(t)=y-ys, ist e(t) nach einem Störungsereignis nicht gleich 0. Dadurch ändert sich die Ausgabe des Reglers um Δu, wodurch die zu steuernde Größe y abnimmt. Dadurch verringert sich auch e(t), und somit verringert sich auch Δu. Dieser Prozess wiederholt sich – sollte e(t) am Ende nicht auf 0 zugehen? Warum wird gesagt, dass sicherlich ein Restfehler vorhanden ist?
Denn das Ausgangssignal des Proportionalreglers entspricht dem Produkt aus der Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem gewünschten Wert sowie dem Proportionalkoeffizienten. Wenn das Eingangssignal dem gewünschten Wert entspricht, also die Abweichung 0 ist, dann beträgt das Ausgangssignal des Reglers 0. Ohne Steuersignal befindet sich die Regelventil in der vollständig geöffneten oder vollständig geschlossenen Position – das System ist somit nicht steuerbar.
Wie erklärt man dann einen inkrementellen PID-Regler?
Diesen Beitrag hat zuletzt Hao Liang Zhi Le am 12.04.2017 um 09:05 bearbeitet. Schauen Sie sich diese Skizze an. Das ist eine typische Proportionalsteuerung. Man geht davon aus, dass das System zu Beginn stabil ist, d.h. die Gesamtmenge an einfließendem Fluid entspricht der Gesamtmenge an austretendem Fluid, und der Flüssigkeitsspiegel befindet sich nicht in seiner Ausgangsposition. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kommt es zu einem sprunghaften Anstieg der Gesamzmenge, die einfließt. Nach dem in der Abbildung dargestellten Verhältnis gilt: △LV/△LT = L1/L2 = Kp. Somit gilt △LV = Kp × △LT. △LT stellt den Unterschied zwischen der tatsächlichen Flüssigkeitsmenge und dem gewünschten Flüssigkeitsspiegel dar. Da sich die Gesamtmenge des einströmenden Fluids ändert, muss auch die Ventilstellung sich ändern. Da Kp nicht null ist, kann △LT auch nicht null sein – das heißt, der Restfehler ist nicht null.
Wenn die Abweichung 0 ist, beträgt die Ausgabe des Reglers nicht 0, sondern einen Anfangswert. Dieser Anfangswert liegt in der Regel bei 50 % der Ausgangsspannung.