Die Proportionalregelung erzeugt eine Ausgabegröße, die proportional zum Fehler ist. Verdoppelt sich der Fehler, verdoppelt sich auch die Ausgabegröße. Ist der Fehler klein, ist auch die Ausgabegröße klein. Der Regler erhöht den Widerstand, wenn das Ziel weit vom Ziel entfernt ist, und verringert ihn, je näher es dem Ziel kommt. Es ist die einfachste und intuitivste Regelungsmethode.

Die Proportionalverstärkung Kp bestimmt, wie aggressiv der Regler reagiert. Eine hohe Verstärkung bedeutet schnelles Ansprechverhalten, aber auch die Gefahr von Schwingungen. Eine niedrige Verstärkung bedeutet stabiles, aber träges Ansprechverhalten. Der Reglerausgang ist Kp multipliziert mit dem Fehler. Das ist alles. Die Mathematik ist trivial. Die Abstimmung hingegen nicht.

Proportionales Kontrollverhalten

• Schnelle Reaktion auf größere Fehler.
• Stationärer Fehler unter konstanter Last.
• Schwingungen bei zu hoher Verstärkung.
• Träge Reaktion bei zu geringer Verstärkung.
• Oft kombiniert mit Integral- und Ableitungstermen.

Der stationäre Fehler ist die größte Schwäche. Benötigt das System eine konstante Ausgangsleistung, um seine Position entgegen der Schwerkraft oder Reibung zu halten, muss der Proportionalanteil einen von null verschiedenen Fehler aufweisen, um diese Ausgangsleistung zu erzeugen. Das bedeutet, dass sich das System unterhalb des Sollwerts einpendelt. Die Hinzunahme eines Integralanteils beseitigt den Fehler. Die Hinzunahme eines Differenzialanteils reduziert die Schwingungen. Die meisten realen Regler verwenden alle drei Anteile. Für manche Anwendungen reicht jedoch die Proportionalregelung allein aus. Ein einfacher Linienfolgeroboter kann mithilfe der Proportionalregelung gesteuert werden. Je weiter er von der Linie abweicht, desto stärker muss er zurücklenken. Das funktioniert, weil sich der Roboter ständig bewegt und der Fehler sich nicht stabilisiert. Die Proportionalregelung ist die Grundlage. Alles andere baut darauf auf.