DE1292900B - PID controller - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen PID-Regler tragungsfunktion von Summenschaltungen unterliegt mit einer Eingangspotentiometerschaltung, die über jedoch bei gewissen Regelungen einer quadratischen einen Eingangswiderstand an einen Verstärker mit Gesetzmäßigkeit, was jedoch zu einer Verfälschung einer Gegenkopplungsschleife angeschlossen ist, die der gewünschten theoretischen Übertragung führt. In aus der zwischen Ausgang und Eingang des Verstär- 5 gewissen Fällen führen zwischen den Regelungen kers liegenden Reihenschaltung eines ersten durch eintretende und diese beeinflussende Rückwirkungen einen Schalter überbrückbaren Kondensator und zwei zu vorübergehend störenden Erscheinungen, die zur Widerständen besteht und mit einer ersten durch Folge haben, die entsprechenden Regelungen schwieeinen zwischen Masse und dem dem ersten Konden- riger zu machen und eine Einstellung der Elemente sator und dem ersten der beiden Widerstände gemein- io unmöglich zu machen.The invention relates to a PID controller bearing function of summing circuits with an input potentiometer circuit, which, however, has a quadratic value with certain controls an input resistance to an amplifier with regularity, but this leads to a falsification a negative feedback loop is connected, which leads to the desired theoretical transmission. In from the between the output and input of the amplifier 5 certain cases lead between the regulations kers lying series connection of a first by occurring and influencing feedback a switch bypassable capacitor and two to temporarily disturbing phenomena that lead to Resistance exists and with a first result, the corresponding regulations are shimmering between ground and the first condenser and an adjustment of the elements Sator and the first of the two resistors jointly impossible.

samen Schaltungsknoten liegenden einstellbaren Wi- Bekannte Regelschaltungen mit einer Serienschal-adjustable Wi- Known control circuits with a series circuit

derstand gebildeten Abzweigung und einer zweiten, tung ihrer im Gegenkopplungskreis angeordneten durch einen zweiten Kondensator gebildeten Abzwei- Elemente führen zu einem verwickelten Schaltungsgung versehen ist, dessen eine Klemme an Masse aufbau, da zwischen den einzelnen Stromkreisen liegt, während die andere Klemme an dem einen 15 Trennkreise vorgesehen werden müssen.
Ende eines weiteren Widerstandes liegt, dessen an- Bei einem bekannten PID-Regler (deutsche Aus-The branch formed in this way and a second branch of its branch formed by a second capacitor in the negative feedback circuit lead to an intricate circuit, one terminal of which is grounded, as it lies between the individual circuits, while the other terminal is connected to one of the 15 Separating circles must be provided.
At the end of another resistor, the

deres Ende mit einem gewählten Punkt des ersten der legeschrift 1074 127) wird in der Rückkopplungsbeiden in der Gegenkopplungsschleife liegenden bei- schleife im Verlauf der Regelungen ein Widerstand den Widerstände verbunden ist. Bekanntlich werten in seinem Wert geändert. Diese Art der Regelung solche Regler Abweichungen zwischen einer gemes- 20 schließt jedoch nicht eine wirksame Trennung der senen Größe eines industriellen Verfahrens und einer einzelnen Regelwirkungen und eine gegenseitige Bevorgeschriebenen Betriebsgröße aus. Das daraus ent- einfiussung der einzelnen Elemente aus. Da dabei wickelte Fehlersignal wird verstärkt, um auf ein das der Rückkopplungsgrad geändert wird, ändert sich betreffende Verfahren steuernde Organ einzuwirken. auch die Bandbreite der Übertragungsfunktion.
Die Abweichung zwischen dem Meßwert und dem 25 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sollwert soll hierbei verschwinden. Diese Abwei- PID-Regler zu schaffen, bei dem eine wirksame Trenchung wird um so geringer sein, je größer der Verstär- nung der einzelnen Regelwirkungen mittels einer einkungsgrad des Reglerkreises ist. Aus diesem Grunde fachen Schaltung erreicht wird, die keinerlei Abweimuß der Verstärkungsgrad des Reglers bei der nied- chung in die Kennlinie der gewünschten theoretischen rigsten Frequenz den größtmöglichen Betrag auf- 30 Übertragungsfunktion einführt und leicht anpaßbar weisen. Anschließend wird er verringert, um vor dem ist, um eine selbsttätige Fernsteuerung der Regelkritischen Punkt, an dem zwischen Mitkopplung und glieder zu ermöglichen. Diese Aufgabe ist bei dem Gegenkopplung eine Phasenverschiebung um 180° PID-Regler der eingangs genannten Art dadurch gebesteht, unter Berücksichtigung des jeweiligen Ver- löst, daß erfindungsgemäß die beiden in Serie gefahrens kleiner als 1 zu sein. Der Verstärkungsgrad 35 schalteten Widerstände in ihrer Gesamtheit in die kann darauf erneut angehoben werden, was zur Folge Gegenkopplungsschleife geschaltet sind, der Widerhat, daß eine Phasenvoreilung hervorgerufen wird, stand der zweiten Abzweigung verstellbar ist und daß die den kritischen Punkt des Verfahrens in Richtung der erste der beiden in Serie geschalteten Widerauf die höchsten Frequenzen verschieben läßt. stände einen Gesamtwert hat, der mehrfach größer Bei den bisher üblichen PID-Reglern gestattet die 40 als der Gesamtwert des Widerstandes der zweiten Einstellung der drei Reglerkonstanten eine Anpas- Abzweigung ist, und diese beiden Widerstände mittels sung des Verstärkungsgrades in den verschiedenen eines gemeinsamen Schiebers derart verbunden sind, Frequenzbändern, wodurch die Möglichkeit geschaf- daß zwischen dem Schieber und dem ersten Kondenfen wird, diese Regler rasch und mit einfachen Mit- sator einerseits und zwischen dem Schieber und dem teln an ein Verfahren anzupassen, dessen Merkmale 45 zweiten Kondensator andererseits das Verhältnis der nicht von vornherein bekannt sind. durch den Schieber eingestellten Werte des Wider-Die frequenzmäßige Anpassung der Regler läßt Standes fest bleibt.its end with a selected point of the first of the document 1074 127) is in the feedback two secondary loops in the negative feedback loop in the course of the controls a resistor is connected to the resistors. It is well known that valuations have changed in value. This type of control of such controller deviations between a measured 20 does not, however, exclude an effective separation of the individual variables of an industrial process and individual control effects and a mutual prescribed operating variable. The result of this is that the individual elements are not affected. Since the error signal generated in this process is amplified in order to act on an organ that controls the degree of feedback, the process in question changes. also the bandwidth of the transfer function.
The difference between the measured value and the 25 The invention is based on the object that a setpoint should disappear here. To create this deviation PID controller, in which an effective trenching will be less, the greater the amplification of the individual control effects by means of a degree of control of the controller circuit. For this reason , a multiple circuit is achieved that does not have to deviate the gain of the controller when it is lowered into the characteristic curve of the desired theoretical rigorous frequency, introduces the largest possible amount, and has an easily adaptable transfer function. It is then reduced to before it is in order to enable automatic remote control of the control-critical point at which between positive feedback and links. This task is in the negative feedback a phase shift by 180 ° PID controller of the type mentioned above, taking into account the respective triggers, that according to the invention, the two are operated in series to be less than 1. The gain 35 switched resistors in their entirety can then be increased again, which results in negative feedback loops, the resistance that a phase lead is caused, the second branch is adjustable and that the critical point of the method in the direction of the first the two series-connected rebounds can shift the highest frequencies. With the PID controllers customary up to now, the 40 as the total value of the resistance of the second setting of the three controller constants allows an adaptation branch, and these two resistances by means of the gain in the various of a common slide in this way are connected, frequency bands, creating the possibility that between the slider and the first condenser to adapt these controllers quickly and with simple mit- on the one hand and between the slider and the medium to a method whose features 45 second capacitor on the other hand the ratio which are not known in advance. The counter values set by the slider The frequency-related adjustment of the controller allows the state to remain fixed.

sich durch die Theorien der Steuerungen und der Die Eingangspotentiometerschaltung bildet alsoThe input potentiometer circuit is thus formed by the theories of the controls and the

Regelkreise erklären. Diese Anpassung wird durch eine Schaltung proportionaler Wirkung, während der die drei Wirkungen vorgenommen: 50 erste und zweite Nebenschluß, die mit der Wider-Explain control loops. This adjustment is effected by a proportional circuit during which the three effects made: 50 first and second shunt, which with the

1. proportionale Wirkung, durch die ein konstanter Standskapazitätsschaltung der Gegenkopplungsschleife Verstärkungsgrad in einem gegebenen Frequenz- verbunden sind, vom Verstarkereingang aus gesehen band festgelegt wird; ^ ^gner- bzw. Differenzierschaltung bilden.1. Proportional effect through which a constant state capacitance circuit of the negative feedback loop Gain in a given frequency- are connected, seen from the amplifier input band is set; ^ ^ gner or differentiating circuit form.

2. Integralwirkung, durch die der Verstärkung*- ^Dl£f ^be _T ^lden Sengen liegen in Reihe m der Gegrad bei gegenüber denjenigen des vorangegak- ⁵⁵ genkopplungsschleife und sind m der Lage die Internen Frequenzbandes niedrigeren Frequenzen graüonswirkung und die Differenzierwirkung des stetig und umgekehrt proportional der Frequenz Reglers gemäß der Erfindung zu liefern Obwohl dieansteief ser Regler einen äußerst einfachen Aufbau aufweist2. Integral action by which the gain * - ^{Dl £} f ^be _T ^lden Sengen are coupled in series m the Gegrad when compared with those of vorangegak- ⁵⁵ genkopplungsschleife and m are capable of internal frequency band lower frequencies graüonswirkung and the differentiating effect of the constant and inversely proportional of the frequency regulator according to the invention. Although the lower regulator has an extremely simple structure

3. differenzierende Wirkung, die eine Phasenvor- _K ^d keinen besonderen Stromkreis zum Trennen der eüung einführen läßt, die in einem begrenzten ^6o Integrierwirkung yon der Differenzierwirkung besitzt, Frequenzband wirkt, wobei der Verstärkungs- eröffnet er die Möglichkeit einen Stromkreis behebigrad in diesem Frequenzband proportional der S^{er Wirkun}S einzustellen, ohne daß sich daraus eine Frequenz anwächst. nennenswerte Störung ergibt, die sich auf die anderen Wirkungen nachteilig auswirkt. Die proportio-Can 3. differentiating effect, the d a Phasenvor- _K ^ no particular circuit insert for separating the eüung, the yon in a limited ^6o Integrierwirkung the differentiating effect has, acts frequency band, the gain, he opens the possibility of a circuit behebigrad in this frequency band proportional to the S ^{he Effect} S without increasing a frequency from it. significant disturbance results which adversely affects the other effects. The proportional

Es sind bereits zahlreiche Schaltungsarten der- 65 nale Wirkung nämlich wird durch die am EingangThere are already numerous types of circuit; the effect is namely through the one at the input

artiger PID-Regler bekannt, bei denen gewöhnlich des Verstärkers liegende Eingangspotentiometer-like PID controllers are known, in which usually the amplifier lying input potentiometer

die Übertragungsfunktion des Reglers durch Sum- schaltung eingestellt, die einen bestimmten Teil desthe transfer function of the controller is set by switching, which includes a certain part of the

menbildung am Reglereingang erzielt wird. Die Über- Fehlersignals abnimmt. Die alleinige Wirkung derformation is achieved at the controller input. The over-error signal decreases. The sole effect of the

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Regelung dieses Stromkreises besteht darin, den Ver- stände unter einen einen Schutzwiderstand bilden-Regulation of this circuit consists in the understanding of a protective resistor

stärkungsgrad unabhängig von der Frequenz sich den Wert vermindert werden.degree of strengthening regardless of the frequency, the value can be reduced.

ändern zu lassen. In der Zeichnung ist ein PID-Regler der erfin-to change. In the drawing is a PID controller of the inven-

Theoretische und praktische Erwägungen lassen dungsgemäß vorgeschlagenen Art in einer beispielserkennen, daß die Einstellung entweder der Inte- 5 weise gewählten Ausführungsform im Schaltbild grierwirkung oder der Differenzierwirkung praktisch schematisch veranschaulicht. Es zeigtTheoretical and practical considerations can be recognized according to the proposed type in an example, that the setting of either the inte- 5 way selected embodiment in the circuit diagram grier effect or the differentiation effect illustrated practically schematically. It shows

keinerlei störenden Einfluß auf die andere Wirkung Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltschema des PID-ausübt, wenn man für die Integrierwirkung einen Reglers gemäß der Erfindung,no disturbing influence on the other effect. if a controller according to the invention is used for the integrating effect,

Kondensator mit einer Kapazität auswählt, die we- F i g. 2 ein Ubertragungsdiagramm des erfindungs-Selects capacitor with a capacitance that we- F i g. 2 a transmission diagram of the invention

sentlich größer als die Kapazität des für die Differen- io gemäßen PID-Reglers.considerably larger than the capacity of the PID controller used for the differential.

zierwirkung zu verwendenden Kondensators ist und Der in F i g. 1 im Schaltbild wiedergegebene PID-wenn der Widerstand für die Integrierwirkung klei- Regler besitzt einen Verstärker A mit hohem Verner als der in die Gegenkopplungsschleife geschal- Stärkungsgrad. Eine für ihn vorgesehene Gegenkopptete Widerstand ist. Es ist hierbei zweckmäßig, wenn lungsschleife ist durch einen Widerstand 1, einen der Gesamtwiderstandswert des in den zweiten 15 einstellbaren Widerstand 2 und einen Kondensator 3 Nebenschluß eingesetzten Widerstandes mehrfach, gebildet. Diese Schaltungselemente liegen in Reihe zweckmäßig zwei- bis zehnfach größer als der mit und sind in der angegebenen Reihenfolge zwischen dem Schleifkontakt ausgerüstete Teilwiderstand des einer Eingangsklemme 4 und einer Ausgangsklemme 5 Widerstandes der Gegenkopplungsschleife ist und des Verstärkers A geschaltet. Der einstellbare Widerdiese beiden einstellbaren Widerstände derart ein- 20 stand 2 ist in seiner Gesamtheit in die Gegenkoppander zugeordnet sind, daß ihre Einstellung stets ein lungsschleife eingefügt, jedoch über einen doppelten konstantes Widerstandsverhältnis liefert. Ebenso läßt Schleif- oder Schiebekontakt 6 an einen außerhalb sich zeigen, daß die Phasenvoreilung des für die der Gegenkopplungsschleife liegenden einstellbaren Differenzierwirkung verantwortlichen Stromkreises Widerstand 7 gekoppelt. Der Doppelschleifkontakt 6 unabhängig vom Frequenzbereich, in dem sie auf- 25 führt über einen Schaltungsteil, der den Wirktritt, konstant ist. Diese Schaltung läßt eine ausrei- bereich la des Widerstandes 7, einen Kondensator 8 chende Phasenvoreilung unter jeglicher Vermeidung und einen Schalter 9 umfaßt, zu einem Nebenschluß einer unnötigen Erhöhung des Rauschens bei hohen an Masse. Um die nachstehenden Erklärungen zu erFrequenzen, d. h. bei Frequenzen erreichen, die sonst leichtern, kann schon jetzt gesagt werden, daß der zu einer das notwendige Maß übersteigenden Phasen- 30 Doppelschleifkontakt 6 den einstellbaren Widerstand voreilung führen würden. in zwei Widerstandsbereiche 2 α und 2 b aufteilt.decorative effect to be used and the capacitor shown in FIG. 1 PID shown in the circuit diagram - if the resistance for the integrating effect is small - the controller has an amplifier A with a high level of amplification than the gain in the negative feedback loop. A counter-coupled resistor provided for him is. It is useful here if the loop is formed by a resistor 1, one of the total resistance value of the resistor 2, which can be set in the second 15, and a capacitor 3 shunt multiple times. These circuit elements are suitably two to ten times larger in series than the one with and are connected in the specified order between the sliding contact equipped partial resistance of an input terminal 4 and an output terminal 5 resistor of the negative feedback loop and of amplifier A. The adjustable resistance of these two adjustable resistances in such a way as to stand 2 is assigned in its entirety to the countercouplers so that their setting always inserts a development loop, but provides a double constant resistance ratio. Likewise, sliding or sliding contact 6 can be shown to an outside that the phase lead of the circuit responsible for the adjustable differentiating effect of the negative feedback loop is coupled to resistor 7. The double sliding contact 6 is constant regardless of the frequency range in which it performs via a circuit part which takes the action. This circuit can be a suffi- area la of the resistor 7, a condenser 8 sponding phase advance under any prevention and includes a switch 9 to a shunt of an unnecessary increase in noise at high grounded. In order to achieve the following explanations, ie at frequencies that would otherwise be easier, it can already be said that the phase double sliding contact 6 which exceeds the necessary amount would lead the adjustable resistance to advance. divided into two resistance areas 2 α and 2 b .

Der mit der Erfindung vorgeschlagene PID-Regler Die Schaltung des PID-Reglers besitzt außerdemThe PID controller proposed by the invention The circuit of the PID controller also has

gehorcht einer Übertragungsfunktion, bei der die einen einstellbaren Widerstand 10, der zwischen denobeys a transfer function in which the one adjustable resistor 10 between the

Wirkungen unabhängig von der Frequenz stets von- den Widerstand 2 mit dem Kondensator 3 verbin-Effects independent of the frequency always from the resistor 2 connected to the capacitor 3

einander getrennt sind und man keinerlei Verfäl- 35 denden Schaltknoten und Masse geschaltet ist. Dieare separated from each other and no interfering switching nodes and ground are connected. the

schungen begegnet, wie sie sonst bei den Übertra- Eingangspotentiometerschaltung besteht schließlichencounters, as it usually exists in the case of the transfer input potentiometer circuit

gungsfunktionen der meisten bisher bekannten Reg- aus einem Widerstand 11 und einem Potentiometersupply functions of most of the previously known Reg- from a resistor 11 and a potentiometer

ler auftreten. Die Änderung der Einstellung der pro- 12. Das Potentiometer 12 empfängt an seinen Außen-ler occur. The change in the setting of the pro- 12. The potentiometer 12 receives on its external

portionalen Wirkung erzeugt keinerlei Übergangs- anschlüssen ein Fehlersignal ε, das von einem Ver-portional effect does not generate any transition connections an error signal ε, which is generated by a

erscheinungen. Hieraus ergibt sich, daß sich durch 40 gleicher 13 geliefert wird, der die Abweichung zwi-appearances. From this it follows that by 40 equal 13 is supplied, which is the difference between

Einwirken auf die Einstellung der proportionalen sehen einem vorgeschriebenen Sollwert C und einemActing on the setting of the proportional see a prescribed set point C and a

Wirkung eine dynamische Fernsteuerung des Verstär- gemessenen Istwert M mißt.Effect of a dynamic remote control of the amplified actual value M measures.

kungsgrades ohne Störung der Einstellung der Inte- In diesem PID-Regler läßt sich zunächst eine für gralwirkung und der Differenzierwirkung ergibt. Bei proportionale Regelung vorgesehene Schaltung mit hohen Frequenzen bewahrt der Verstärker stets ein 45 dem Potentiometer 12 und den Widerständen 11, 1 und denselben Gegenkopplungsgrad, wobei die und 2, an zweiter Stelle — vom Eingang aus ge-Grenzfrequenz des Reglers unabhängig von der Ein- sehen — eine Integrierschaltung, der vor allem den stellung der einen oder anderen Wirkung ständig un- Kondensator 3 und den einstellbaren Widerstand 10 verändert bleibt. Dies läßt die Schwierigkeiten ver- aufweist, und an dritter Stelle — vom Eingang aus meiden, die sich bekanntlich bisher in Fällen einstel- 50 gesehen — eine Differenzierschaltung unterscheiden, len konnten, in denen der Einfluß der Einstellung zu die den Teilwiderstand 2 a, den Teilwiderstand la unerwünschten Änderungen der Bandbreite des Ver- und den Kondensator 8 enthält. Die Integrierschalstärkers führen konnte. tung und die Differenzierschaltung sind in der Ge-degree of efficiency without disturbing the setting of the integral In this PID controller, a grail effect and the differentiating effect can initially be obtained. With proportional control provided circuit with high frequencies, the amplifier always preserves a 45 the potentiometer 12 and the resistors 11, 1 and the same degree of negative feedback, with the and 2, in the second place - from the input ge limit frequency of the controller regardless of the insight - An integrating circuit which, above all, the position of one or the other effect constantly un- capacitor 3 and the adjustable resistor 10 remains changed. This reveals the difficulties, and in the third place - avoiding from the input, which is known to have been seen in cases so far - a differentiating circuit could be distinguished in which the influence of the setting on the partial resistance 2 a, den Partial resistance la unwanted changes in the bandwidth of the supply and the capacitor 8 contains. The integrating scarf could lead. device and the differentiating circuit are in the

Infolge des nahezu vollständigen Fehlens gegen- genkopplungsschleife des Verstärkers A in Reihe ge-Due to the almost complete lack of negative feedback loop of amplifier A in series

seitiger Beeinflussung zwischen den einzelnen Schal- 55 schaltet und über die Integrierwirkung bzw. Diffe-side influence between the individual switching 55 switches and via the integrating effect or difference

tungen läßt sich ein erfmdungsgemäßer PID-Regler renzierwirkung des PID-Reglers aus.A PID controller according to the invention can be used to limit the effect of the PID controller.

mit großer Anpassungsfähigkeit an den jeweiligen Die Kapazität des Kondensators 3 ist sehr vielwith great adaptability to the respective The capacitance of the capacitor 3 is very much

Verwendungszweck ausführen, bei dem die Integrier- größer als die des Kondensators 8. Diese Kondensa-Execute purpose in which the integrating is greater than that of the capacitor 8. This capacitor

wirkung und die Differenzierwirkung mittels Schalter toren bilden jedoch mit den Widerständen der Schal-effect and the differentiating effect by means of switch gates, however, together with the resistances of the switch gates

außer Betrieb gesetzt werden können, die sich von 60 tung regelbare Zeitkonstanten. Die von diesen gebil-Can be put out of operation, which differ from 60 processing adjustable time constants. Those formed by these

Hand oder auf andere Weise betätigen lassen. Bei deten Zeitintervalle können unmittelbar nebenein-Let it be operated by hand or in some other way. In the case of the time intervals, directly adjacent

diesen Ausführungsformen dient ein erster einpoliger anderliegen, voneinander getrennt sein oder sich so-In these embodiments, a first single pole is used to lie opposite one another, be separate from one another or so-

Schalter zur Überbrückung des in die Gegenkopp- gar überschneiden. Der für eine große ZeitkonstanteSwitch to bypass the overlap in the opposing coupling. The one for a large time constant

lungsschleife eingesetzten Kondensators, während ein groß gewählte Widerstand 10 ist jedoch kleiner alsloop used capacitor, while a large selected resistor 10 is less than

weiterer einpoliger Schalter vorgesehen ist, um den 65 die Summe der Widerstände 1 und 2.Another single-pole switch is provided to which 65 the sum of resistors 1 and 2.

zweiten Nebenschluß von der Gegenkopplungs- Ist der Widerstand 2 größer als der Widerstand 7,second shunt of the negative feedback If the resistance 2 is greater than the resistance 7,

schleife abzutrennen. Bei dieser Ausführungsform so sind diese miteinander gekoppelten Widerständecut off the loop. In this embodiment, these are resistors coupled to one another

müssen selbstverständlich die einstellbaren Wider- derart geschaltet, daß die Teilwiderstände 2a und la Of course, the adjustable resistors must be switched in such a way that the partial resistors 2a and la

unabhängig von der Stellung des Schiebekontaktes 6 in dem Verhältnisregardless of the position of the sliding contact 6 in the ratio

η = η =

Rl RlRl Rl

bleiben.stay.

Entsprechend dieser Schaltung zeigen Rechnung und Erfahrung, daß die Differenzierwirkung auf ein Frequenzintervall beschränkt ist, dessen Grenzen in einem Verhältnis von etwaAccording to this circuit calculation and experience show that the differentiating effect on a Frequency interval is limited, its limits in a ratio of about

IOIO

k =k =

1-f-n1-f-n

liegen. Durch entsprechende Wahl der Widerstände läßt sich ein recht bedeutender Wert des Verhältnisses η und demzufolge ein Wert der Phasenvoreilung erzielen. Das Verhältnis k bestimmt ferner die Grenzfrequenz des Reglers. Es ist von den drei Regelungsarten unabhängig. lie. A very significant value of the ratio η and consequently a value of the phase lead can be achieved by a suitable choice of the resistors. The ratio k also determines the limit frequency of the controller. It is independent of the three types of regulation.

Ungeachtet der Einstellungen bewahrt die Übertragungsfunktion des Reglers die gleiche Form. Fig. 2 veranschaulicht in Form eines Bode-Diagramms die den Verstärkungsgrad in Abhängigkeit von der Frequenz darstellende Kennlinie des in Fig. 1 schaltbildmäßig dargestellten PID-Reglers, as Diese Kennlinie besitzt eine Amplitudenstufe g zwischen den Frequenzen Z₁ und /₂ im mittleren Bereich der Frequenzachse /. Außerhalb dieser Grenzen wächst die Amplitude ständig an, und zwar einerseits von der Frequenz Z₁ aus zu niedrigen Frequenzen und andererseits von der Frequenz /₂ aus bis zu einer Frequenz /₃, oberhalb der zu sich die Kennlinie unter Bildung einer neuen Stufe fortsetzt. Die WerteRegardless of the settings, the controller's transfer function retains the same form. Fig. 2 of a Bode diagram illustrating the gain in function of frequency representative of characteristics of the PID controller illustrated switching imagewise in Fig. 1 in the form, as this characteristic has an amplitude level g between the frequencies of Z ₁ and / ₂ in the central region of the Frequency axis /. Outside these limits, the amplitude increases continuously, on the one hand from the frequency Z ₁ to low frequencies and on the other hand from the frequency / ₂ to a frequency / ₃ , above which the characteristic curve continues with the formation of a new step. The values

2 π/2 π /

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die den Frequenzen f_v /₂ und /₃ entsprechen, sind gleich T₁, der Zeitkonstante der Integrierschaltung, bzw. T_d, der Zeitkonstante der Differenzierschaltung, bzw.which correspond to the frequencies f _v / ₂ and / ₃ are equal to T ₁ , the time constant of the integrating circuit, or T _d , the time constant of the differentiating circuit, or

wobei η der für das Verhältnis zwischen den Widerständen 2 und 7 zuvor definierte Wert ist.where η is the value previously defined for the ratio between resistors 2 and 7.

Die Amplitude g der zwischen den Frequenzen J₁ und f₂ liegenden Stufe entspricht dem Verstärkungsgrad der proportionalen Wirkung. In dem betreffenden Bereich ist der gemessene Abstand stets äußerst nahe Null. Unter diesen Bedingungen erzeugt die Einstellung des Potentiometers 12 der Schaltung der F i g. 1 keinerlei störende Übergangserscheinungen.The amplitude g of the stage lying between the frequencies J ₁ and f ₂ corresponds to the degree of amplification of the proportional effect. In the relevant area, the measured distance is always extremely close to zero. Under these conditions, the adjustment of the potentiometer 12 produces the circuit of FIG. 1 no disturbing transitional phenomena.

Wegen Fehlens solcher Übergangserscheinungen ist es leicht möglich, eine dynamische Fernsteuerung des Verstärkungsgrades vorzunehmen.In the absence of such transitional phenomena, it is easily possible to use dynamic remote control the degree of reinforcement.

Die Integrierschaltung und die Differenzierschaltung können eingestellt werden, ohne daß sich hieraus eine merkliche Änderung des Gegenkopplungsgrades oder der Kondensatoraufladungen ergibt. Die dynamische Fernsteuerung dieser Wirkungen ist also während des Betriebes möglich. Die Wirkungen können aber auch aufgehoben werden. Zu diesem Zweck ist der den Kondensator 3 überbrückende Schalter 14 vorgesehen, der beim Schließen die Integrierwirkung unterbindet.The integrating circuit and the differentiating circuit can be adjusted without this there is a noticeable change in the degree of negative feedback or the capacitor charges. the dynamic remote control of these effects is therefore possible during operation. The effects can but also be canceled. The switch 14 bridging the capacitor 3 is for this purpose provided, which prevents the integrating effect when closing.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: PID-Regler mit einer Eingangspotentiometerschaltung, die über einen Eingangswiderstand an einen Verstärker mit einer Gegenkopplungsschleife angeschlossen ist, die aus der zwischen Ausgang und Eingang des Verstärkers liegenden Reihenschaltung eines ersten durch einen Schalter überbrückbaren Kondensator und zwei Widerständen besteht und mit einer ersten durch einen zwischen Masse und dem dem ersten Kondensator und dem ersten der beiden Widerstände gemeinsamen Schaltungsknoten liegenden einstellbaren Widerstand gebildeten Abzweigung und einer zweiten, durch einen zweiten Kondensator gebildeten Abzweigung versehen ist, dessen eine Klemme an Masse liegt, während die andere Klemme an dem einen Ende eines weiteren Widerstandes liegt, dessen anderes Ende mit einem gewählten Punkt des ersten der beiden in der Gegenkopplungsschleife liegenden beiden Widerstände verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Serie geschalteten Widerstände (2-1) in ihrer Gesamtheit in die Gegenkopplungsschleife geschaltet sind, der Widerstand (7) der zweiten Abzweigung verstellbar ist, und daß der erste (2) der beiden in Serie geschalteten Widerstände einen Gesamtwert hat, der mehrfach größer als der Gesamtwert des Widerstandes (7) der zweiten Abzweigung ist, und diese beiden Widerstände mittels eines gemeinsamen Schiebers (6) derart verbunden sind, daß zwischen dem Schieber (6) und dem ersten Kondensator (3) einerseits und zwischen dem Schieber (6) und dem zweiten Kondensator (8) andererseits das Verhältnis der durch den Schieber (6) eingestellten Werte des Widerstandes fest bleibt.PID controller with an input potentiometer circuit that connects via an input resistor an amplifier with a negative feedback loop is connected, which consists of the between Output and input of the amplifier lying series connection of a first through a switch bridgeable capacitor and two resistors and with a first by one between ground and the common to the first capacitor and the first of the two resistors Circuit node lying adjustable resistor formed branch and one second junction formed by a second capacitor is provided, one of which Terminal is grounded, while the other terminal is at one end of another Resistance, the other end of which with a chosen point of the first of the two in the negative feedback loop is connected to both resistors, characterized in that that the two series-connected resistors (2-1) are connected in their entirety in the negative feedback loop, the Resistance (7) of the second branch is adjustable, and that the first (2) of the two in series switched resistors has a total value that is several times greater than the total value of the Resistance (7) of the second branch is, and these two resistors by means of a common Slide (6) are connected such that between the slide (6) and the first Condenser (3) on the one hand and between the slide (6) and the second condenser (8) on the other hand, the ratio of the resistance values set by the slide (6) is fixed remain. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings