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Digitale Regelung

In der digitalen, auch zeitdiskreten Regelung werden die Istgröße (MV) und die Sollgröße (SP) in festen Zeitabständen abgetastet und in digitale Zahlenwerte umgewandelt. Der Regler berechnet aus diesen digitalisierten Größen die Stellgröße, die wieder in festen Zeitabständen ausgegeben und in eine analoge Größe umgewandelt wird. Ein Halteglied stellt sicher, dass der Stellwert über das gesamte Zeitintervall bis zum nächsten Abtastschritt ausgegeben wird.  

 

Die Quantisierungsauflösung

Ein wichtiges Gütekriterium für digitale Regler ist die Quantisierungsauflösung des Digital-Analog-Wandlers. Die Quantisierungsauflösung ist ein Maß für die “Feinheit”  der Rasterung eines stetigen Wertebereiches. Die Auflösung muss so groß gewählt werden wie es die Regelaufgabe erfordert.

Die Abtastzeit

Bei digitalen Reglern ist die Abtastzeit besonders bei der Verarbeitung des Istwertes von Bedeutung. die Abtastzeit beschreibt die Zeit vom Einlesen des Eingangs, der Berechnung und Ausgabe des Stellgrades bis zum erneuten Erfassen des Signals. Typische Abtastzeiten für Regler liegen im Bereich von 50 bis 250 ms.
Ein Digitalregler besitzt dann eine hohe Güte, wenn er so schnell und präzise reagiert wie ein analog arbeitender Regler. 

Werden für schnelle Regelstrecken hohe Schalthäufigkeiten benötigt, wird der Einsatz von elektronischen Schaltern unumgänglich. Geeignet hierfür sind Thyristor-Leistungsschalter. Diese werden mit Spannungen im Bereich von 4 bis 32 V DC angesteuert und können Spannungen bis 600 V schalten. Die Schaltung ist sehr verschleißarm, da keine mechanischen Teile benötigt werden. Aus diesem Grund kann die Schalthäufigkeit sehr hoch gewählt werden. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass zum einen die Schalter im durchgeschalteten Zustand eine Verlustleistung besitzen und zum anderen die Last im Fall eines geschlossenen Schalters nicht spannungsfrei ist.

 

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