25.6
Alltägliche Geräte wie Thermostate verwenden PI-Regler. Diese können die Systemdämpfung verbessern und stationäre Fehler reduzieren, wenn der Nullpunkt der Reglerübertragungsfunktion optimal platziert ist.
Als Tiefpassfilter verlangsamt der PI-Regler das Ansprechverhalten und verlängert die Einschwingzeiten. Effektives Design positioniert die Null in der Nähe des Starts, weg von den Hauptpolen, mit minimalen proportionalen und integralen Verstärkungen.
Die Übertragungsfunktion wird in einem Bode-Plot dargestellt. Eine unzureichende proportionale Verstärkung kann zu stationären Fehlern führen, während Dämpfung und Stabilität proportionale und abgeleitete Komponenten beinhalten.
Die negative Phase des Reglers kann die Stabilität beeinträchtigen. Um zu verhindern, dass die Phasenverzögerung den Phasenspielraum des Systems verringert, sollte die Eckfrequenz so weit links liegen, wie es die Bandbreitenanforderungen zulassen.
Die kompensierte Übertragungsfunktion sollte die Null-Dezibel-Achse bei der neuen Verstärkungs-Übergangsfrequenz für den gewünschten Phasenspielraum schneiden. Das Verhältnis von integraler zu proportionaler Verstärkung sollte sich auf eine deutlich niedrigere Frequenz beziehen.
Das Entwerfen eines PI-Reglers erfordert eine sorgfältige Auswahl der integralen und proportionalen Verstärkungen, um einen großen Kondensator in der Schaltung zu vermeiden, eine größere Herausforderung als bei einem PD-Regler.
Proportional-Integral-Regler (PI) sind in vielen Regelsystemen unverzichtbar, um Stabilität und Leistung zu verbessern. Sie werden häufig in Alltagsge…
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