PI-Regler

Der PI-Regler ist die Kombination aus P- und I-Regler. Der PI-Regler wird hier eingesetzt, um den Sollwert des Tunnelstroms zu erreichen und einzuhalten. Abhängig ob der tatsächliche Wert zu hoch oder zu niedrig ist, korrigiert der Regler den DAC Wert der Z-Raumrichtung des Piezo und nimmt so Einfluss auf den Abstand zwischen Probe und Spitze, der sich wiederum in dem Tunnelstrom widerspiegelt. Dieser Regler hält hier also die Spitze auf einen konstanten Abstand zur Probe.

Das P steht für "proportional" und das I für "Integral". Dieser Regler kombiniert den Vorteil des P-Reglers, nämlich schnelle Reaktion, mit dem Vorteil des I-Reglers, der exakten Ausregelung.
Der proportionalwirkende Regler multipliziert die Abweichung von dem Sollwert mit seinem Verstärkungsfaktor Kp und gibt das Ergebnis unverzögert weiter. Für sehr kleine Verstärkungsfaktoren (unter 1) kann die Abweichung somit minimiert werden. Allerdings bleibt eine gewisse Regelabweichung stets erhalten.
Aus diesem Grund wird zusätzlich noch ein Integral-Regler eingefügt. Der integralwirkende Regler summiert die Regelabweichung über der Zeit auf und teilt die Summe (d.h. das Integral) durch die Zeit. Je länger eine Regelabweichung ansteht, desto größer wird die Stellgröße des I-Reglers. Dadurch kann eine Abweichung, zwar nur mit viel Zeit, aber dafür komplett aufgehoben werden.