3. Regler und Reglertypen

3.4 Unstetige Regler

3.4.1 Zweipunkt-Regler

Der Zweipunkt-Regler gehört zu den einfachsten Reglertypen. Er wird beispielsweise als Thermostat in Öfen und Kühlanlagen eingesetzt.

Zweipunkt-Regler sind Schalter, die in Abhängigkeit vom Eingangssignal nur zwei Ausgangszustände

(Ein: y = 100% und Aus: y = 0%)

annehmen können. Im Allgemeinen schaltet der Zweipunkt-Regler mit einer gewissen Hysterese bei

Damit ergibt sich der abgebildete Verlauf der Regel und Stellgrößen. Im stationären Fall ist die Stellgröße y pulsbreitenmoduliert und hat eine Periodendauer T von

Zweipunkt-Regler

Zeitverlauf beim Zweipunkt-Regler


Der Stellgrad α des Reglers ergibt sich aus dem Schaltverhältnis

Diese beiden charakteristischen Größen des Zweipunkt-Reglers sind zum einen von der eingestellten Hysterese und zum anderen von den Parametern der Regelstrecke, Ks , Tt und Tgt , abhängig.

Die Amplitude x0 der Schaltschwingung wird näherungsweise berechnet nach

3.4.2 Dreipunkt-Regler

Ein weiterer unstetiger Regler ist der Dreipunkt- Regler. Er besteht im Prinzip aus zwei zusammengeschalteten Zweipunkt-Reglern, die jeweils einen eigenen Ausgang bedienen. Die Schaltschwellen der beiden Zweipunkt-Regler sind durch eine tote Zone voneinander getrennt.

Schaltverhalten Dreipunkt-Regler, z.B. bei einer Temperaturregelung

Dreipunkt-Regler

Der Dreipunkt-Regler wird häufig bei Motorantrieben, beispielsweise für Stellventile, eingesetzt. Bei einem Antrieb kann er die Antriebsrichtung (AUF oder ZU) und den Stillstand bestimmen.

Weitere Anwendungen sind Temperaturregelungen.

Hier ergeben sich die drei Schaltzustände:

  1. Heizer EIN, Kühler AUS (Heizen)

  2. Heizer AUS, Kühler AUS

  3. Heizer AUS, Kühler EIN (Kühlen)

Man bezeichnet die Schaltzustände auch mit 1, 0 und -1.