Was ist PID-Tuning?

Automatische Abstimmung der Gains von PID-Reglern

Beim PID-Tuning wird ermittelt, welche Werte für die Proportional-, Integral- und Differenzial-Gains eines PID-Reglers erforderlich sind, um die gewünschte Leistung zu erzielen und die Designvorgaben zu erfüllen.

So stimmt man PID-Regler ab

Zur Abstimmung von PID-Reglern gibt es verschiedene Ansätze:

  • Manuell, auf Basis Ihrer Kenntnisse in der Regelungstheorie
  • Regelbasiert, auf bewährten Methoden beruhend
  • Automatisch, mithilfe von Software

Einsatz manueller und regelbasierter Methoden zum PID-Tuning

Manuelle Abstimmungs-Methoden wie etwa die Verwendung der Transferfunktion der offenen Regelschleife stützen sich auf Ihre Kenntnisse der Regelungstheorie. Dieser Ansatz ist in der Regel iterativ und zeitaufwändig und kann, wenn er direkt an Hardware angewendet wird,  zu Schäden führen. Regelbasierte Ansätze sind ebenfalls manuell, setzen aber auf die Ergebnisse bewährter Methoden wie Ziegler-Nichols und Cohen-Coon. Ein Nachteil der regelbasierten Methoden ist, dass sie bestimmte Regelstrecken-Modelle nicht unterstützen, z. B. instabile Anlagen, komplexe Anlagen oder Anlagen mit geringer oder gar keiner Zeitverzögerung.

Automatische Abstimmung der Verstärkungsfaktoren von PID-Reglern

Mit Software-Tools können Sie PID-Regler automatisch abstimmen, um den optimalen Systementwurf zu erzielen und die Designanforderungen zu erfüllen, und das sogar für Anlagenmodelle, die mit klassischen regelbasierten Methoden nicht gut zu handhaben sind.

Ein automatisierter Workflow für das Tuning von PIDs umfasst: 

  • Die Identifikation des Anlagenmodells mithilfe von Input-Output-Testdaten
  • Die Modellierung von PID-Reglern (z. B. in MATLAB® mithilfe von PID-Objekten oder in Simulink® mithilfe von PID-Reglerblöcken)
  • Die automatische Abstimmung der PID-Regler-Gains und die interaktive Optimierung Ihres Entwurfs
  • Das Tuning mehrerer Regler im Batch-Modus
  • Das Tuning von PID-Reglern mit jeweils einem Eingang und einem Ausgang sowie von PID-Reglerarchitekturen mit mehreren Regelkreisen

Weitere Informationen zum Thema Automatisiertes PID-Tuning finden Sie bei der Control System Toolbox™ zur Verwendung mit MATLAB und Simulink.




Siehe auch: PID-Regler, Steuerungssysteme, Systementwurf und -simulation, Physikalische Modellierung, Linearisierung, Parameterschätzung, Software für den Reglerentwurf, Bode-Diagramm, Wurzelort