Automatische Optimierung der Parameter eines PID-Reglers
- Neben der Theorie zu Übertragungsfunktionen und Reglertypen, ist es notwendig Strategien zu erlernen, wie man vorgehen kann, um für ein gegebenes dynamisches System einen passenden Regler auszulegen und zu bauen.
- Eine beim heutigen Technikstand adäquate Vorgehensweise besteht aus folgenden Teilschritten:
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- Analyse der Struktur der Regelstrecke und Beschreibung der Regelstrecke als parametrisierte Übertragungsfunktion.
- Optimale Einstellung der Parameter der Regelstrecke auf der Grundlage von Experimenten mit der realen Regelstrecke, indem sie beispielsweise mit einem definierten Eingangssignal beaufschlagt und ihr resultierendes Zeitverhalten aufgezeichnet wird.
- Auswahl eines geeigneten Reglers für die Regelstrecke gemäß der regelungstechnischen Theorie und unter Berücksichtigung der gegebenen Randbedingungen am realen System.
- Parameteroptimierung des ausgewählten Reglers mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens, das verschiedene Parametervarianten für den am PC simulierten Regelkreis durchspielt.
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- Hinweis: Es gibt auch Verfahren, die auch die Struktur der Regelstrecke aufgrund z.B. ihrer Sprungantwort liefern.
- Hinweis: Die Regelstrecke kann nur als Übertragungsfunktion beschrieben werden, wenn sie berechtigterweise als lineares System modelliert werden kann.
- Hinweis: Eine Theorie für die Auswahl eines geeigneten Reglers existiert mit Einschränkungen auch nur für lineare Regler, die auf lineare Regelstrecken wirken.
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Bild 0-1: Schaubild zum Reglerentwurf