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