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Aufklärung zu den PID-Steuerungsarten~

2016-02-22View Original

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Hallo zusammen! In diesen Tagen hatte ich Zeit und habe mich mit der PID-Steuerungstheorie beschäftigt. Bei der Lektüre der IM-Dokumentationen von Yokogawa stellte ich jedoch fest, dass Yokogawa für die PID-Steuerung mehrere Ansätze anbietet – bei jedem Ansatz werden unterschiedliche Parameter verwendet. Das ist ziemlich verwirrend. Ich hoffe, ihr könnt mir dabei helfen, meine Fragen zu beantworten! Die PID-Steuerung von Yokogawa gibt es in drei Varianten: 1. PID 2. I-PD 3. PI-D. 1. PID: Proportionalterm, Integralterm und Differentialterm – alle basieren auf der Abweichung. (Abweichung = Eingabewert – Sollwert) 2.I-PD: Der Proportionalanteil entspricht dem Eingabewert PV, der Integrationsanteil ebenfalls dem Eingabewert PV, der Differentialanteil hingegen der Abweichung. 3.PI-D: Der Proportionalterm ist die Abweichung, der Integrationsterm ist der Eingangswert PV, der Differentialterm ist die Abweichung. Wie groß ist im praktischen Einsatz der Unterschied zwischen diesen drei Steuerungsarten? Ich habe versucht, eine Simulation im Simulationsystem durchzuführen, aber aufgrund der zu schnellen Reaktionszeit des Simulationssystems waren die Ergebnisse kaum erkennbar. Ich hoffe, wir können das gemeinsam besprechen. Das aus der Universitätszeit gelernte Differentialrechnen habe ich größtenteils wieder dem Lehrer zurückgegeben; heute fällt es mir sehr schwer, die Herleitungsgleichungen für PID zu verstehen – das ist wirklich peinlich. . . . .
Reply #22016-02-22
1.PID: Proportionalterm, Integralterm, Differentialterm – alle sind Abweichungen. (Abweichung = Eingabewert – Sollwert) 2.I-PD: Der Proportionalanteil entspricht dem Eingabewert PV, der Integrationsanteil ebenfalls dem Eingabewert PV, der Differentialanteil hingegen der Abweichung. 3.PI-D: Der Proportionalterm ist die Abweichung, der Integrationsterm ist der Eingangswert PV, der Differentialterm ist die Abweichung. Die normale Beschreibung lautet wie folgt: Das Verhältnis wird je nach Größe der Abweichung angepasst, die Integration wird je nach Vorhandensein einer Abweichung angepasst, und die Differentialrechnung wird je nach Änderungsrate der Abweichung angepasst. Die oben von dem Beitragsersteller genannten drei Fälle weichen alle von den Regeln ab – wie lässt sich das erklären? Bitte, ein Experte, kann das erklären? :)
Reply #32016-02-22
Theoretisch ist das so, aber im Systemhandbuch von Yokogawa steht genau das. Bei den verschiedenen PID-Steuerungstypen unterscheiden sich die Objekte für den Proportional- und Integralanteil, und das ist etwas, was mir seltsam vorkommt. Könnten Sie auch die Formel für PID erklären? ? ? Wenn man sich jetzt diese Formeln mit Differentialrechnung ansieht, ist das völlig unverständlich. . . .
Reply #42016-02-22
Ich sehe die Formel nicht, ich wollte gerade auch mal lernen*.
Reply #52016-02-25
Die P-Proportionalsteuerung ist die einfachste Art der Steuerung. Die Ausgabe des Controllers steht in einem proportionalen Verhältnis zum Eingangssignal mit dem Fehlerwert. Bei reinem Proportionalregelungssystem besteht ein Stetigkeitsfehler bei der Systemausgabe. Ein automatisches Regelungssystem, bei dem nach Erreichen des Gleichgewichtszustands noch ein Gleichgewichtsfehler vorhanden ist, wird als System mit Gleichgewichtsfehler bezeichnet – kurz: System mit Fehler im Gleichgewichtszustand. Um den Gleichlauffehler zu beseitigen, muss im Regler ein „Integrierungsterm“ eingeführt werden. Der Integrationsterm hängt von der zeitlichen Integration des Fehlers ab; mit zunehmender Zeit wird der Integrationsterm größer. So wird auch bei sehr kleinen Fehlern der Integrationsterm im Laufe der Zeit größer. Dies führt dazu, dass die Ausgabe des Reglers zunimmt, wodurch der Stabilitätsfehler weiter verringert wird – bis er schließlich null ist. Daher kann ein Proportional-Integrierender (PI)-Regler dafür sorgen, dass das System nach Erreichen des Gleichgewichtszustands keinen Störeffekt mehr aufweist. Im Prozess der Fehlerkorrektur können in den Regelungssystemen Oscillationen oder sogar Instabilitäten auftreten. Der Grund dafür liegt darin, dass es größere Trägheitskomponenten oder Komponenten mit Verzögerungen gibt, die dazu dienen, Fehler zu bekämpfen. Die Reaktion dieser Komponenten auf Veränderungen folgt jedoch stets der Veränderung des Fehlers. Die Lösung besteht darin, die Wirkung der Fehlersuppression „vorwegzunehmen“ – das heißt, wenn der Fehler nahe bei Null liegt, sollte die Wirkung der Fehlersuppression ebenfalls null sein. Das bedeutet, dass es in dem Regler oft nicht ausreicht, nur den „Proportional-P“-Term einzuführen. Die Wirkung des Proportionalterms besteht lediglich darin, die Amplitude des Fehlers zu vergrößern. Was hingegen notwendig ist, ist der „Differenzialterm“ – dieser kann die Entwicklung des Fehlers vorhersagen. Auf diese Weise kann ein Controller mit Proportional- und Differentialfunktion die Stellkraft zur Unterdrückung von Fehlern im Voraus auf Null – oder sogar auf einen negativen Wert – setzen, wodurch ein schwerer Überschuss des gesteuerten Größenwerts vermieden wird. Daher kann ein Proportional-Integral-Differenzial-(PID)-Regler die dynamischen Eigenschaften des Systems während des Regelvorgangs bei gesteuerten Objekten mit hoher Trägheit oder Verzögerung verbessern. Wenn die mathematischen Kenntnisse ausreichen, wird empfohlen, dass der Autor diesen Artikel sich genau ansieht: http://www.doc88.com/p-93841458969.html

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