Die Auswirkungen von Lärm und Störungen auf die Leistung des Pid Controllers

Proportional-Integral-Derivative (PID)-Controller werden in industriellen Steuerungssystemen häufig verwendet, um die gewünschten Prozessvariablen zu erhalten, ihre Leistung kann jedoch durch externe Geräusche und Störungen erheblich beeinträchtigt werden.

Auswirkungen von Lärm auf PID-Controller

Rauschen bezeichnet zufällige oder unvorhersehbare Signale, die den Regelprozess stören können. Wenn Rauschen im Rückkopplungssignal vorhanden ist, kann es dazu führen, dass der PID-Regler unnötig reagiert, was zu Schwingungen oder Instabilität führt. Der Proportionalanteil verstärkt die Wirkung des Rauschens, während der Ableitungsanteil besonders empfindlich ist und oft hochfrequentes Rauschen verstärkt.

Auswirkungen externer Störungen

Äußere Störungen sind Veränderungen in der Prozessumgebung, die nicht Teil des Steuereingangs sind, wie Temperaturschwankungen, Lastschwankungen oder Versorgungsspannungsänderungen, die dazu führen können, dass die Prozessgröße vom Sollwert abweicht und der PID-Regler reagieren muss, was bei nicht richtiger Abstimmung zu längeren Einschwingzeiten oder Schwingungen führen kann.

Strategien zur Minderung von Lärm und Störungen

• Filterung: Filterung des Rückkopplungssignals reduziert hochfrequentes Rauschen.
• Controller Tuning: Durch die Anpassung der PID-Parameter kann die Robustheit gegenüber Störungen verbessert werden.
• Feedforward Control: Durch die Antizipation von Störungen kann der Controller proaktiv kompensieren.
• Robust Control Design: Mit fortschrittlichen Steuerungsstrategien erhöht sich die Stabilität unter lauten Bedingungen.