Das Regelungsproblem

Bevor wir Dir verraten, wie ein Regler funktioniert, solltest Du ein paar wichtige Fachbegriffe kennenlernen und die Herausforderung der Regelungstechnik in etwas allgemeinerer Form verstehen. - Nein, ich will gleich wissen, wie der Regler funktioniert!

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Wichtige Strukturen von Regelungen

Regelkreis

Wie Du siehst, kommt es hier zu einer wechselseitigen Beeinflussung: Die Aktion des Reglers hat Einfluss auf das Verhalten des Ofens, und dessen Temperatur beeinflusst wiederum den Regler. Man bezeichnet eine solche geschlossene Wirkungskette auch als Regelkreis.

Steuerung

Es gibt aber auch Situationen, in denen man die Regelgröße nicht mihilfe eines Sensors messen kann, oder wo die Messung zu aufwändig wäre. Dann muss der ???-Block ohne eine Rückführgröße auskommen. In diesem Fall handelt es sich nicht um einen Regler, sondern um eine Steuerung, und man spricht dann auch nicht mehr von der Regelgröße, sondern von der Steuergröße.

Zwei-Freiheitsgrade-Struktur

Man kann Steuerung und Regler übrigens auch kombinieren. Dann erhält man die sogenannte Zwei-Freiheitsgrade-Struktur. Aber die sehen wir uns zu einem späteren Zeitpunkt an.

Ziele und Nebenbedingungen

Mit der geeigneten Auslegung des ???-Blocks wollen wir folgende Ziele erreichen:

1. Gutes Führungsverhalten: Die Regelgröße soll der Führungsgröße möglichst schnell und genau folgen.
2. Stabilität: Dazu muss der geschlossene Regelkreis erst einmal stabil sein, d.h. er darf sich nicht von selbst aufschaukeln.
3. Störunterdrückung: Störgrößen sollen möglichst wenig Einfluss auf die Regelgröße haben.
4. Robustheit: Der Regler soll auch dann noch gut funktionieren, wenn sich die Eigenschaften der Regelstrecke ändern, z.B. durch Alterung oder Verschleiß.

Beurteilung der Regelgüte

Um zwei verschiedene Regler zu vergleichen, gibt es Kriterien, mit denen sich die Performance einer Regelung beurteilen lässt. Die wichtigsten Gütekriterien lernst Du im nächsten Abschnitt kennen.