P-Regler mit Operationsverstärker

Schaltung

Die Verstärkung V des P-Reglers heißt Proportionalbeiwert K_P.

Das Ausgangssignal ist also proportional (= verhältnisgleich) dem Eingangssignal des Reglers.

Messschaltung

Messergebnisse

Die Ausgangsspannung U_a in Abhängigkeit der Eingangsspannung U_e werden bei folgenden drei Verstärkungen angezeigt:

Diagramm

Reglereigenschaften

Welches Ausgangssignal „Y“ liefert also ein Regler auf das Eingangssignal „X“ ?

Messchaltung

Ergebnis für den P-Regler

Der P-Regler reagiert auf eine Änderung der Eingangsspannung (Änderung der Regelgröße Δx) mit einer proportionalen Änderung der Ausgangsspannung (Änderung der Stellgröße Δy). Δx = 0,5V; Δy = 1,6V

Der Proportionalbeiwert K_D kann aus folgender Formel gefunden werden:

Das ergibt ein K_P von -3,2

Ergebnis für den D-Regler

Der D- Regler reagiert auf eine Änderung der Eingangsspannung U_e (Änderung der Regelgröße Δx) mit einem Impuls der Ausgangsspannung ΔU_a (Änderung der Stellgröße Δy).

Die Höhe des Impulses Δy ist dabei abhängig von der Geschwindigkeit, mit der sich die Eingangsspannung ändert. Wenn sie sich wie oben mit der maximalen Geschwindigkeit ändert, wird der Regler maximal ausgesteuert (Aussteuergrenze = Grenzwert des OP). Vergleiche die Vorzeichen in der Grafik mit dem praktischen Meßergebnis:

Der Differenzierbeiwert K_D kann aus folgender Formel gefunden werden:

Ergebnis für den I-Regler

Der I - Regler reagiert auf eine verstellte Eingangsspannung U_e (Differenz der Regelgröße Δx ) mit einer mehr oder weniger langsamen Änderung der Ausgangsspannung U_a (Änderung der Stellgröße Δy). Vergleiche die Vorzeichen in der Grafik mit dem praktischen Meßergebnis:

Der Integrierbeiwert K_I kann aus folgender Formel gefunden werden:

Siehe dazu Reglergrundlagen aus STEC