Grundlagen der Regelungstechnik

Welche Kombination aus einer Eigenschaft des D-Anteils (Differentialanteils) der PID-Regelung und einer Maßnahme bei der Implementierung ist richtig?

  1. AEr summiert die Regelabweichung über die Zeit auf, um die bleibende Regelabweichung zu beseitigen, und zur Vermeidung von Integral-Windup werden die obere und die untere Begrenzung der Stellgröße aufgehoben
  2. BSeine Verstärkung wird zu hohen Frequenzen hin kleiner, daher ist er unempfindlich gegen Rauschen; ein Tiefpass würde Phasennacheilung hinzufügen und Instabilität verursachen, daher wird er ohne Filter verwendet
  3. CEr dämpft Schwingungen mit einer Stellgröße, die der Änderungsgeschwindigkeit der Regelabweichung folgt, verstärkt aber hochfrequentes Rauschen stark, daher wird er mit einem Tiefpass zu einem gefilterten D-Anteil kombiniert
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Antwort: C. Er dämpft Schwingungen mit einer Stellgröße, die der Änderungsgeschwindigkeit der Regelabweichung folgt, verstärkt aber hochfrequentes Rauschen stark, daher wird er mit einem Tiefpass zu einem gefilterten D-Anteil kombiniert

Der D-Anteil erzeugt eine Stellgröße proportional zur Änderungsgeschwindigkeit der Regelabweichung und reagiert vorausschauend, bevor die Abweichung wächst; dadurch unterdrückt er Schwingungen und erhöht die Dämpfung. Die Verstärkung eines Differenzierglieds s wächst proportional zur Frequenz, sodass hochfrequente Anteile wie Sensorrauschen stark verstärkt werden. Daher kombiniert man ihn mit einem Tiefpass erster Ordnung, etwa Td·s/(1 + Td·s/N) (gefilterter D-Anteil), was die Verstärkung bei hohen Frequenzen auf etwa das N-Fache begrenzt. N wird oft im Bereich von etwa 8 bis 20 gewählt.

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