Stetige und unstetige Regler

Hallo,

kann jemand für "Dumme" erklären, was das ist?
Also was ist ein Regler und was hat stetig und unstetig zu bedeuten? Will mich auf ein Thema in der Berufsschule vorbereiten, das wir bald besprechen. Allerdings verstehe ich von diesen Reglern garnichts...

Auf Wikipedia gibt es zwar was, aber das ist zu kompliziert erklärt...


Danke.

Vielleicht solltest du erst einmal das Fach nennen.

Ist ein Lernfeld, kein richtiges Fach. Mechatronische Systeme fällt mir da jetzt ein.

mal Wiki gefragt? .. is die Nichte von Onkel Google :D

@tic
Klar, bin mehrere Artikel durchgegangen. Zwar wird es dort erklärt, aber da werden Wörter benutzt, dessen Bedeutung ich auch nachschlagen muss. Alles Fachwörter.

Stetiger Regler = Stellgröße kann jeden beliebigen Wert zwischen 0 und 100% einnehmen

Unstet = feste Stellgrößenwerte, zB zwei oder drei
Am einfachsten ist der 2Punktregler, der kennt 2 Zustände Ein (100%) und Aus (0%) (und kaputt^^)

@WüC
Kann man "stetig" mit "stufenlos" vergleichen? Wenn man zum Beispiel an der einen Ständerbohrmaschine durch Einlegen von Gängen nur bestimmte Drehzahlen einstellen kann und an der anderen durch das Ziehen eines Hebels alle möglichen Drehzahlen.

Das wäre aber eine Steuerung und keine Regelung.
Unterschied ist bekannt?

Was genau meinst du mit stufenlos? :ask:

@WüC
Klar, die Bohrmaschine wäre eine Steuerung.
Regelung ist, wenn zum Beispiel der Kühlschrank eine bestimmte Temperatur haben soll. Das Gerät prüft die aktuelle Temperatur und hält sie. Regelt also, wie stark gekühlt werden soll. Steuern wäre, wenn ich da an einem Rädchen drehen und die Temperatur selbst einstellen würde.

Mit stufenlos meine ich, dass man jede Drehzahl der Bohrmaschine wählen kann. Zum Beispiel ist maximal 1500 1/min möglich. Also kann man alles zwischen 0 und 1500 wählen. Und es gibt welche, bei denen man nur bestimmte Geschwindigkeiten wählen kann. 50, 200, .... 1200, 1350, 1500.

@Ford

Ford schrieb:Regelung ist, wenn zum Beispiel der Kühlschrank eine bestimmte Temperatur haben soll. Das Gerät prüft die aktuelle Temperatur und hält sie. Regelt also, wie stark gekühlt werden soll. Steuern wäre, wenn ich da an einem Rädchen drehen und die Temperatur selbst einstellen würde.

Stimmt soweit.
Regelung braucht immer permanente Rückkopplung, wie hier bildlich dargestellt

Ford schrieb:Mit stufenlos meine ich, dass man jede Drehzahl der Bohrmaschine wählen kann. Zum Beispiel ist maximal 1500 1/min möglich. Also kann man alles zwischen 0 und 1500 wählen. Und es gibt welche, bei denen man nur bestimmte Geschwindigkeiten wählen kann. 50, 200, .... 1200, 1350, 1500.

Naja, du meinst wohl das Richtige - aber das Beispiel ist halt falsch gwählt.
Man könnte eine stetige Regelung wohl schon als stufenlos bezeichnen. Sinn macht das aber irgendwie nicht, da ja auch unser unsteter Regler stufenlos wäre.

Das Beispiel Thermostat im modernen Kühlschrank ist da schon besser. Das regelt die Kühlleistung je nach Rückkopplung (=Bedarf)
Das gegenteilige Beispiel wäre ein Schalter mit Bimetallfeder, der die Kompressor einfach zu- oder abschalten würde.

@WüC
Ah okay, jetzt wir es mir klarer. Steuerung und Regeleung wären somit geklärt.


Zum Unstetigen Regler habe ich doch noch einen gut erklärten Eintrag gefunden. Wikipedia: Unstetige Regler
Dort sind auch deine erwähnten Zwei- und Dreipunktregler mit einem sehr guten Beispiel erklärt.
Zweipunktregler: AN - AUS
Dreipunktregler: Kühlen - AUS - Heizen

Mein Beispiel mit stufenlos war wirklich falsch. Mir ist nichts besseres eingefallen. :D
Beim Kühlschrank wäre das ja dann ein Zweipunktregler. Kompressor soll kühlen oder nicht.

Bleibt noch stetig und unstetig offen. Meine Vermutungen:
unstetig - Das Bügeleisen soll 150°C heiß werden. Es heizt so lange, bis die 150°C erreicht sind und schaltet dann ab. Wird es kühler, schaltet es wieder ein. Läuft so lange ab, bis man den Stecker zieht.
stetig - Wieder das Bügeleisen. Es heizt dauerhaft so stark, damit wie 150 °C nicht über- und unterschritten werden. Also ein etwas komplizierteres System.

Daraus schließe ich, dass unstetige Regler nur Zweipunktregler sind und stetige Regler nur Dreipunktregler sind. Oder liege ich da falsch?

Ford schrieb:unstetig - Das Bügeleisen soll 150°C heiß werden. Es heizt so lange, bis die 150°C erreicht sind und schaltet dann ab. Wird es kühler, schaltet es wieder ein. Läuft so lange ab, bis man den Stecker zieht.

Richtig. Bimetallfeder schließt oder öffnet. Fertig ist die Laube.

Ford schrieb:stetig - Wieder das Bügeleisen. Es heizt dauerhaft so stark, damit wie 150 °C nicht über- und unterschritten werden. Also ein etwas komplizierteres System

Auch richtig. Anstatt die die Heizung an oder auszuschalten würde hier stattdessen die Heizleistung reguliert. Bissi mehr - bissi weniger. Fertig.

Ford schrieb:Daraus schließe ich, dass unstetige Regler nur Zweipunktregler sind und stetige Regler nur Dreipunktregler sind. Oder liege ich da falsch?

Das ist falsch. Sowohl 2Punkt als auch 3Punkt-Regler sind unstete Regler
Die schalten die jeweilige Zustände zu 100% oder zu 0% ein (nicht zu 40%, das machen die steten regler)

Der Zweipunkt hat halt 2 Ausgangszustände und der Dreipunkt kennt drei. Das ist alles. Ansonsten sind die von der Funktion her gleich
___

Die steten Regler haben so klangvolle Namen wie Proportional–Integral-Controller oder Proportional–Derivative-Controller. Und die lassen sich ganz toll berechnen. Grml. Glaub mir, das willst du gar nicht wissen ;)

habe-fertig schrieb:Das ist falsch. Sowohl 2Punkt als auch 3Punkt-Regler sind unstete Regler
Die schalten die jeweilige Zustände zu 100% oder zu 0% ein (nicht zu 40%, das machen die steten regler)

Der Zweipunkt hat halt 2 Ausgangszustände und der Dreipunkt kennt drei. Das ist alles. Ansonsten sind die von der Funktion her gleich

Achja, stimmt. Bin durcheinandergekommen.
Stetige Regler schalten also zum Beispiel die Heizung auf 64%, weil dann so die gewünschte Temperatur erreicht wird. Öffnet einer ein Fenster, steigt er auf 92%, während der unstetige Regler dauerhaft auf 100% wäre, bis die gewünschte Temperatur erreicht wäre. Das muss ich mir mehrmals durch den Kopf gehen lassen, damit es bleibt. :D

Unstetige Regler haben also Zweipunktregler und Mehrpunktregler und stetige Regler den komplizierten Krempel mit PI-Reglern, P-Reglern usw.
Hab ich vorhin nicht verstanden.

Die stetigen Regler schaue ich mir morgen dann mal in Ruhe an. Dir vielen Dank für deine gute Hilfe. Du hast mir sehr geholfen.
Hast wohl viel mit sowas zu tun. :)

Ford schrieb:Das muss ich mir mehrmals durch den Kopf gehen lassen, damit es bleibt. :D

Bau dir Merksätzchen wie zB
"Der Stete ist ständig am regeln."

Ford schrieb:Hast wohl viel mit sowas zu tun. :)

Zum Glück nicht. Damit wurde ich vor vielen Jahren mal gequält, das liegt weit hinter mir :D

Merksätze nützen mir leider nur selten was. Das muss ich mir schon anderes Einfallen lassen.

habe-fertig schrieb:Zum Glück nicht. Damit wurde ich vor vielen Jahren mal gequält, das liegt weit hinter mir :D

Und trotzdem noch so gut im Kopf gespeichert. :)

@WüC

Die stetigen Regler verstehe ich auch langsam.
Beispiel ist ein automatisch fahrendes Fahrzeug, das auf 100 km/h beschleunigen soll.
P-Regler - Beschleunigt sofort auf 100 km/h.
I-Regler - Beschleunigt mit steigender Geschwindigkeit auf 100 km/h.
PI-Regler - Beschleunigt sofort auf 20 km/h und dann mit steigender Geschwindigkeit auf 100 km/h.

Es gibt aber auch noch D-Glieder, PD-Regler und PID-Regler. Was macht denn das D? Steigt es sofort auf 150 km/h und sinkt sofort zurück auf 0 km/h?
Wenn ja, vermute ich das:
PD-Regler - Beschleunigt sofort auf 150 km/h und sinkt sofort zurück auf 100 km/h.
PID-Regler - Beschleunigt sofort auf 150 km/h, sinkt sofort zurück auf 20 km/h und dann mit steigender Geschwindigkeit auf 100 km/h.


Ist das D dazu da, damit man möglichst schnell beschleunigt? Ich fahre an der Ampel mit Vollgas an, damit ich ganz schnell auf 50 km/h bin. Mein Verhalten beim Fahren wäre da dann wie beim PD-Regler.

@Ford

Ford schrieb:P-Regler - Beschleunigt sofort auf 100 km/h.
I-Regler - Beschleunigt mit steigender Geschwindigkeit auf 100 km/h.
PI-Regler - Beschleunigt sofort auf 20 km/h und dann mit steigender Geschwindigkeit auf 100 km/h.

Es gibt aber auch noch D-Glieder, PD-Regler und PID-Regler. Was macht denn das D? Steigt es sofort auf 150 km/h und sinkt sofort zurück auf 0 km/h?
Wenn ja, vermute ich das:
PD-Regler - Beschleunigt sofort auf 150 km/h und sinkt sofort zurück auf 100 km/h.
PID-Regler - Beschleunigt sofort auf 150 km/h, sinkt sofort zurück auf 20 km/h und dann mit steigender Geschwindigkeit auf 100 km/h.


Ist das D dazu da, damit man möglichst schnell beschleunigt? Ich fahre an der Ampel mit Vollgas an, damit ich ganz schnell auf 50 km/h bin. Mein Verhalten beim Fahren wäre da dann wie beim PD-Regler.

Öhm. Nö.
Wie kommst du darauf?
P-Regler: Sprungantwort verhält sich proportional zum Eingangssignal.
I-Regler: Regelgeschwindigkeit ist direkt abhängig von der Regelabweichung
PI Regler kombinieren die Vorteile beider
D Regler: differenzierende Regelung. Änderung der Stellgröße ist größer je schneller die Abweichung erfolgt. Kann nur in Verbindung mit P, I oder PI-Regler eingesetzt werden.
PID Regler:Nach schneller Veränderung des Eingangssignals wird die Stellgröße kurzfristig durch den D-Regler verändert. Erst dann wirken P und I
Beispiele:
P-Regler: herkömmlicher Toilettenspülkasten. Signal wird propeórtional über Gestänge auf das Ventil weitergeben
I-Regler: Toilettenspülkasten mit hypothetischem Motor. Die Drehzahl des Motors würde hierbei von der Regelabweichung abhängen
PI Regler: zB Positionierung von Maschinentischen oder Roboterarmen (erst schnell, am Ende langsam und präszise
PID Regler werden häufig bei Gleichstrommotoren eingesetzt damit U/min trotz unterschiedlicher Belastung gleich bleibt.

@WüC
Leider verstehe ich davon gerade sehr wenig. Stetige Regler sind doch sehr komplex.
P-Regler: Ich drücke und das Gestänge gibt das Signal genau so weiter, wie ich es gegeben habe.
I-Regler: Da frage ich mich, was eine Regelabweichung ist.

D-Regler: Erkennt, wenn das Eingangssignal sich ändert?
PID-Regler: P und I wirken. D erkennt eine Veränderung und korrigiert, wie P und I wirken sollen?


Tut mir Leid, aber da blicke ich leider nicht durch. :(

@Ford
Ich fürchte ohne eine paar Fachausdrücke wird das kaum funktionieren :(


∆Füllstand wird proportional an Stellglied weitergegeben, der P-Regler verstärkt sozusagen die Abweichung.
Denke das ist relativ harmlos und einfach zu verstehen.


Das wäre dann ein I-Regler.
Die ∆Füllstand wird integriert, dadurch ist eine präzisere Regulierung möglich.

Der PI-Regler verfügt über die Präzission des I-Reglers und den "Verstärkungseffekt" der P-Reglers.

Ford schrieb:D-Regler: Erkennt, wenn das Eingangssignal sich ändert?

Das erkennen alle (logo). Die Besonderheit beim D-Regler ist dass er auf sehr schnelle Regelabweichungen auch sehr schnell reagiert. Sie sind aber nicht geeigner kontinuierliche Änderungen zu korrigieren, daher werden sie nur in Kombination mit anderen Reglern eingesetzt um deren Reaktionsgeschwindigkeit zu steigern.

Ford schrieb:PID-Regler: P und I wirken. D erkennt eine Veränderung und korrigiert, wie P und I wirken sollen?

Nein. Alle drei Regler funktionieren und korrigieren - jeder nach seinem Funktionsprinzip. Man kombiniert die verschiedenen Regler um die jeweiligen Vorteile zu nutzen.