PID Regler

Die Auswahl der Einstellungen des Reglers basiert auf optimalen Parametern der einzelnen Komponenten. Die Stabilität, das heißt, die Begrenzung von Schwingungen, ist eine grundlegende Anforderung. Das Einstellen ist eine schwierige Aufgabe, obwohl es sich nur um drei Parameter handelt und das Problem einfach zu beschreiben ist, da komplexe Kriterien mit den Einschränkungen des Reglers selbst erfüllt werden müssen.

Konzeptionell scheint der Entwurf und die Auswahl intuitiv zu erfolgen, aber wenn man mehrere und oft widersprüchliche Ziele gleichzeitig erreichen will – wie zum Beispiel eine kurze Einschwingzeit und eine große Stabilitätsreserve – kann dies in der Praxis schwierig sein. In der Regel müssen die mit den verfügbaren Methoden erhaltenen Anfangseinstellungen mehrmals durch Computersimulationen verbessert werden, bis das System wie erwartet funktioniert oder eine Kompromisslösung akzeptiert wird.

Die meisten modernen Industrieanlagen stimmen Regelkreise mit spezieller Software ab, um konsistente Ergebnisse zu gewährleisten. Diese Softwarepakete erfassen die Daten, entwickeln Prozessmodelle und schlagen eine optimale Abstimmung vor. Einige Programme können die Abstimmung sogar durch das Sammeln von Daten aus Referenzänderungen entwickeln.

Bei der mathematischen PID-Regelkreisabstimmung wird ein Impuls in das System eingeleitet und dann die Frequenzantwort der Regelstrecke zur Auslegung der PID-Regelkreiswerte verwendet. Bei Regelkreisen mit Reaktionszeiten von mehreren Minuten ist die mathematische Regelkreisabstimmung zu empfehlen, da das Ausprobieren Tage dauern kann, nur um einen stabilen Satz von Regelkreiswerten zu finden. Optimale Werte sind noch schwieriger zu finden. Einige digitale Regelkreise bieten eine Selbstoptimierungsfunktion, bei der sehr kleine Sollwertänderungen an den Prozess gesendet werden, so dass der Regler selbst optimale Abstimmwerte berechnen kann.