Regelungstechnik

Eine Regelung misst die Regelgröße, vergleicht sie mit dem Sollwert und verstellt die Stellgröße, bis die Abweichung klein ist. Eine Steuerung arbeitet dagegen ohne Rückmeldung. In automatisierten Anlagen regelst du zum Beispiel Druck, Temperatur, Drehzahl oder Position.

Die Reglertypen unterscheiden sich im Verhalten. Der P-Regler reagiert sofort, lässt aber eine bleibende Abweichung. Der I-Anteil beseitigt sie, reagiert aber langsamer. Der PI-Regler verbindet beides, der PID-Regler reagiert zusätzlich auf schnelle Änderungen. Der Zweipunktregler schaltet nur Ein und Aus.

Antriebe arbeiten oft mit einer Kaskadenregelung. Bei einem Servoantrieb liegt innen der Stromregler, darum der Drehzahlregler und außen der Lageregler. Der innere Kreis muss am schnellsten sein, damit der äußere ihn wie ein einfaches Stellglied behandeln kann. Der Lageregler ist meist ein P-Regler; aus seinem Geschwindigkeitsverstärkungsfaktor $K_{\text{v}}$ und der Geschwindigkeit ergibt sich der Schleppabstand.

Zur Einstellung kannst du den Schwingversuch nach Ziegler und Nichols nutzen. Du betreibst den Regler als reinen P-Regler und erhöhst die Verstärkung, bis die Regelgröße gleichmäßig schwingt. Aus der kritischen Verstärkung und der Schwingungsdauer berechnest du die Reglerwerte. Danach optimierst du von Hand.