I-Glied bzw. Integrierglied
Das I-Glied oder auch Integrierglied ist für dich noch immer ein abstrakter Begriff und du würdest gerne wissen, welche Art von Glied das genau ist? Dies sowie die Funktion des I-Glieds in einem System erklären wir dir hier.
Inhaltsübersicht
Was ist das I-Glied?
Das I-Glied, oder auch Integrierglied genannt, kommt in der Regelungstechnik zum Einsatz und ist eine Form des Übertragungsglieds, welches ein integrales Übertragungsverhalten zeigt. Das heißt soviel wie, dass die Amplitudenänderung der Eingangsgröße bestimmt die Änderungsgeschwindigkeit der Ausgangsgröße.
Das I-Glied ist eine Form des Übertragungsglieds mit integralem Übertragungsverhalten.
I-Glied im Alltagsbeispiel
Wenn wir das Swimmingpool-Beispiel hernehmen, vermutest Du sicher schon ein Übertragungsverhalten, das mit einer Integralbildung zusammenhängen muss. Wir können also unser Übertragungsglied konkret mit einem Namen benennen: das Integrierglied oder kurz: I-Glied. Der Ausgang dieser Glieder ist proportional zum Integral ihrer Eingangsgröße und geht bei konstanter Eingangsgröße für große Zeiten in folgende sogenannte Übergangsfunktion über:
Nur wenn die Eingangsgröße gleich null ist, nähert sich die Ausgangsgröße einem konstanten Wert an.
Übertragen wir dieses Verhalten nun auf den Regler, so steigt die Stellgröße u mit der Zeit immer weiter an, bis sie einen Endwert erreicht. Hieraus erhalten wir die Kennlinie eines I- Reglers.
Weiter überlegt, ist die Änderungsgeschwindigkeit von u also proportional der Regeldifferenz e! Kurz: Je größer e, desto schneller ändert sich unser u!
I-Glied und Integrierbeiwert
Das allgemeine Strukturglied eines I-Glieds sieht so aus:
Das K oben links ist dabei ein Kennwert des I-Glieds, der Integrierbeiwert. Er ist eine Konstante. Sind die Einheiten der Ein- und Ausgangsgrößen des I- Glieds gleich, so verwendet man statt K, den Kehrwert 1/K.
An dieser Stelle können wir wieder an unser Beispiel anknüpfen. Sehen wir uns den Pool dafür einmal genauer an: Er besitzt eine Querschnittsfläche, die sich natürlich nicht verändert. Mit diesen Informationen erhalten wir jetzt unseren Kennwert: 1/K, wobei wir für K unsere gleichbleibende Querschnittsfläche einsetzen. Üblicherweise werden solche Konstanten, Parameter und Proportionalitätsfaktoren auch bei anderen Übertragungsgliedern immer über den Kästchen notiert.
Du siehst also, dass die Funktion des I-Glieds, wie der Name Integrierglied schon vermuten lässt, ziemlich hinweisgebend auf seine Funktion ist und mithilfe des obigen Beispiels sollte dir das Thema I-Glied nun keine Probleme mehr bereiten.