Praktische Regelungstechnik

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1 Dieter Schulz Praktische Regelungstechnik Ein Leitfaden für Einsteiger Hüthig Buch Verlag Heidelberg

2 Inhaltsverzeichnis 1 Technische Systeme Bildliche Darstellungen technischer Systeme Signalarten Ein- und Ausgangssignale Kennlinien Das Zeitverhalten technischer Systeme Blockschaltbilder 14 2 Steuern und Regeln Steuern Die Steuerkette Stellglieder Regeln Der Regelkreis Der Regelkreis in der Praxis Vergleich von Steuern und Regeln Beispiel: Heizungsregelung Wirkrichtung und Betrag der Stellgrößen Voraussetzungen für das Steuern und Regeln Verhalten bei Einfluß von Störgrößen 30 3 Regelstrecken Charakterisierung von Regelstrecken Grundlegende Typen von Regelstrecken Die Proportionale-oder P-Regelstrecke Regelstrecke mit Integralverhalten Verzögerndes Verhalten erster Ordnung (PT1.VZ1) Verzögerungsglied zweiter Ordnung, nicht schwingfähig (PT2, VZ2) Verzögerungsglied zweiter Ordnung, schwingfähig Totzeitglieder (PTt) Einteilung der elementaren Regelstrecken Blockschaltbilder 57

3 3.5 Verhalten zusammengesetzter Regelstrecken (PTn) Verzugszeit und Ausgleichszeit Regelbarkeit Zweispeicher - Systeme Zusammenfassung von in Reihe geschalteten Verzögerungsgliedem Regelstrecken mit Verzögerungsgliedern mit gleichen Zeitkonstanten Regler Allgemeiner Aufbau von Reglern Mehrpunktregler Einfacher Zweipunktregler Zweipunktregler mit Schattdifferenz (Hysterese) Dreipunktregler Dreipunktregler mit Schattdifferenz Mehrpunktregler mit Rückführung (stetigähnliche Regler) Stetige Regler Proportionale Regler (P-Regler) Integrale Regler (I-Regler, Pl-Regler) I-Regler Pl-Regler Differentielle Regler (PD-Regler) Der PID-Regler 85 5 Technische Regler Benennung technischer Regler nach ihren Aufgaben Einteilung der Regler nach der Signalform Elektronische analoge Regler Digitale Regler (Abtastregier) Kompaktregler Einzweckregler Adaptive Regler Prozeßleitsysteme 98

4 IX 6 Messen der Regelgröße Gliederung der Meßkette Meßort und Wandlerart Wandlungsfehler Übertragung der Meßgröße Der geschlossene Regelkreis Beurteilung der Güte von Regelungen Störverhalten von einschleifigen, linearen Regelkreisen Führungsverhalten von einschleifigen Regelkreisen Weitere Kriterien zur Beurteilung der Güte von Regelungen 115 _ Optimales Verhalten Unstetige Regler Zweipunktregler Zweipunktregler mit PT1-Regelstrecke Zweipunktregler mit Regelstrecke ohne Ausgleich Zweipunktregler mit PTn-Regelstrecke Technische Auslegung von Zweipunktreglern Dreipunktregler Regelkreise mit stetigähnlichen Reglern Stetige Regler Statisches Verhalten Regelstrecke mit Ausgleich und P-oder PD-Regler Regelstrecke mit Ausgleich I-, PI-oder PID-Regler Regelstrecken ohne Ausgleich Dynamisches Verhalten von Regelstrecken Angriffsort der Störung Regelung verzögerungsfreier Regelstrecken (P) Regelstrecke mit einer Verzögerung (PT1) Regelstrecke mit zwei Verzögerungsgliedern (PT2) Regelstrecke mit Verzugszeit und Ausgleichszeit (PTn) Regelstrecke mit Totzeit (PTt) Regelstrecken ohne Ausgleich (I) 144

5 X Übersicht über das Reglerverhalten Reglereinstellung Die Stabilitätsgrenze Reglereinstellung nach Tg/Tu (Chien, Hrones, Reswick) Experimentelle Einstellung von Regelkreisen (Ziegler, Nichols) Einstellen nach der Sprungantwort Einstellung von Regelsystemen mit Hilfe von Simulationen Anfahren von Regelkreisen Führungsgrößen in Regelkreisen Allgemeines Regelkreisverhalten beim Anfahren Wirkung des P-Anteils Wirkung des D-Anteils 155r Wirkung des I-Anteils Regelungstechnische Schaltungen Kombination von Steuern und Regeln Störgrößenaufschaltung Hilfsregelgrößenaufschaltung Vorwärtssteuerung (feed forward) Kombination von Regelkreisen Grob-Fein-Regelung Störgrößenkonstanthaltung Kaskadenregeiung Mehrkomponentenregelungen Split-Range-Regelungen Auswahlregelung Verhältnisregelung Kaskadenregelung Literatur-Verzeichnis Sachwort-Verzeichnis 177

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