PID-Regler-Tuner

Der Proportionalanteil reagiert auf den aktuellen Fehler, der Integralanteil beseitigt bleibende Regelabweichungen, und der Differentialanteil dämpft schnelle Änderungen. Zu viel Kp oder Ki kann zu Überschwingen und Schwingungen führen; zu viel Kd kann Messrauschen verstärken, obwohl es das Einschwingverhalten oft verbessert.

Der Regler sieht den Sollwert nie als direkten Befehl — er kennt nur die Regelabweichung, die Lücke zwischen der aktuellen Ausgangsgröße und dem gewünschten Wert. Jeder Stelleingriff ist eine Reaktion auf diese Lücke und soll sie gegen null schrumpfen. Beobachte die Sprungantwort: Der Sollwert springt, die Abweichung ist groß, also stellt der Regler kräftig nach und lässt nach, sobald die Ausgangsgröße aufholt. Merksatz: Gute Regelung entsteht aus der Reaktion auf den Fehler, nicht aus dem Wissen um den perfekten Zug im Voraus.

Das Dreiterm-Rezept wurde nicht zuerst aus Gleichungen abgeleitet. 1922 entwickelte Nicolas Minorsky die PID-Regelung, indem er einem erfahrenen Rudergänger beim Steuern des Schlachtschiffs USS New Mexico zusah. Er bemerkte, dass der Seemann nicht nur korrigierte, wie weit das Schiff vom Kurs abwich (proportional), sondern auch, wie lange es schon abgetrieben war (integral) und wie schnell sich der Kurs änderte (derivativ). Die automatische Steuerung ahmte den menschlichen Instinkt nach, bevor die Theorie nachzog.