Eine Matlab Toolbox zur robusten Auslegung von PID - Reglern fur lineare (Totzeit-) Systeme

摘要

Obwohl die Bedeutung des PID - Reglers in der regelungstechnischen Praxis kaum uberschatzt werden kann, gibt es bislang selbst fur lineare Strecken noch kein allgemein anwendbares Einstellverfahren. Dieser Beitrag stellt ein modellbasierten Einstellverfahren vor, welches unabhangig von konkreter Anwendung systematisch und zuverlassig eine zufriedenstellende Reglereinstellung ermittelt. Es zeichnet sich durch eine grosse Breite sowohl in Bezug auf die zulassigen Regelstrecken (alle lineare Strecken inklusive Totzeitsysteme, instabile, nichtminimalphasige Strecken) als auch in Bezug auf die Zielkriterien (Zeitbereichskriterien wie Einschwingzeit etc. und Frequenzbereichskriterien wie Amplituden- und Phasenreserve) aus. Robustheitsanforderungen fliessen systematisch in den Entwurf ein, wobei die Unsicherheit des Streckenmodells in Form eines Arbeitsbereiches der Streckenparameter (auch der Totzeit) beschrieben wird. Das Parameterraumverfahren ermoglicht eine Umsetzung in ein interaktives und einfach verstandliches Softwarewerkzeug, welches dem Anwender die Resultate seiner Vorgaben aus Modell, Arbeitsbereich und Zielkriterien wechselweise im Raum der Reglerparameter und Streckenparameter anzeigt. Die Reglereinstellung wird durch eine gezielte Interaktion und Navigation in diesen beiden Raumen ermittelt.