PID-Regelung

Im Überblick

Der PID-Regler beschreibt ein klassisches Regelgesetz, bei dem das Regelglied im Allgemeinen diese drei Summanden besitzt:

• Ein Proportionalglied oder P-Glied, das den Regelfehler mit einem Faktor $k_P$ multipliziert,
• ein Integrierglied oder I-Glied, welches das Integral des Regelfehlers bestimmt und mit einem Verstärkungsfaktor $k_I$ gewichtet, und
• ein Differenzierglied oder D-Glied, das den Regelfehler ableitet und seine Steigung ebenfalls mit einem Faktor $k_D$ berücksichtigt.

In der Praxis muss man anstelle des D-Glieds meist auf ein DT1-Glied zurückgreifen; dann spricht man von einem realen PID-Regler (P+I+DT1).

Dieser Artikel ist folgendermaßen gegliedert:

• Zuerst experimentieren wir mit dem reinen P-Regler und machen in der Simulation erste wichtige Beobachtungen.
• Anschließend erweitern wir ihn um einen I-Anteil und erhalten so den PI-Regler.
• Zuletzt ergänzen wir einen D- bzw. DT1-Anteil. Fertig ist der PID-Regler.
• Schließlich lernen wir ein heuristisches Verfahren zur Wahl der Verstärkungsfaktoren kennen, die Wendetangente.

Los geht's!