Regelungstechnik
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Einordnung: Automatisierungstechnik | Steuerungs- und Regelungstechnik
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Die Regelungstechnik ist eine Ingenieurwissenschaft, in der untersucht wird, wie Systeme so beeinflusst werden können, dass sie gewünschte Eigenschaften zeigen. Im Zentrum steht dabei die mathematische Behandlung von Regelungen, die besonders leistungsfähige Strukturen zur Systembeeinflussung sind. Es wird eine spezielle Systemtheorie verwendet, deren mathematische Methoden im Zuge der Ausformung der Regelungstechnik entwickelt worden sind.
Bei einer 'Regelung' wird die zu regelnde Größe (Regelgröße x) eines Prozesses fortlaufend gemessen und mit einem vorgegebenen Wert (Soll- oder Führungswert w) verglichen. Besteht zwischen diesen beiden Größen eine Abweichung (Regeldifferenz oder Regelfehler e=w-x bzw. Regelabweichung), wird - abhängig von der Regelabweichung - eine den Prozess beeinflussende Stellgröße (y) derart verändert, dass die Regelgröße mit dem Führungswert wieder in Übereinstimmung gebracht wird.
Der Begriff der Regelung oder des Regelkreises bezeichnet diesen geschlossenen Wirkungskreis (Rückkopplung) - siehe auch Kybernetik.
Als Regler wird diejenige Komponente im Regelkreis bezeichnet, die in Abhängigkeit des Regelfehlers die Stellgröße y bestimmt. Der Entwurf eines zum Prozess passenden Reglers ist eine Hauptaufgabe der Regelungstechnik.
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Definition Regelung nach DIN
In der Norm DIN 19226 ist der Begriff der Regelung wie folgt definiert: Das Regeln, die Regelung, ist ein Vorgang, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße (zu regelnde Größe), erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird.
Kennzeichen für das Regeln ist der geschlossene Wirkungsablauf, bei dem die Regelgröße im Wirkungsweg des Regelkreises fortlaufend sich selbst beeinflusst.
Teil dieser Definition sind drei Kriterien zur Bestimmung einer Regelung nach einem Entwurf für die DIN 19226 von 1962 und der "Nomenklatur der Regelungstechnik" des Schweizer elektrotechnischen Vereins von 1956:
- Die Aufgabe einer Regelung ist Befehlsausführung im Allgemeinen; sie soll eine Größe (die Regelgröße) einer vorgegebenen Größe (die Führungsgröße) gleich machen.
- Eine Regelung wirkt in einem geschlossenen Kreis mit negativer Rückkopplung.
- Eine Regelung besitzt ein Element zum Erfassen der Regelgröße, das von den Einrichtungen, die in die Regelstrecke eingreifen, physisch getrennt ist (Anmerkung: = Sensor).
Der Begriff Regelung ist zu unterscheiden von dem im allgemeinen Sprachgebrauch oft synonym gebrauchten Begriff der Steuerung - bei dieser fehlt die Rückkopplung.
Allgemeiner Regelkreis
Bild: Regelkreis mit:
- w = Sollwert, Führungsgröße; Größe, der die Aufgabengröße in vorgegebener Abhängigkeit folgen soll;
- x = Regelgröße, Aufgabengröße; Größe die greregelt wird;
- r = Rückführungsgröße; Größe, die aus der Messung der Regelgröße hervorgeht;
- e = Regeldifferenz; Differenz zwischen Führungsgröße und Rückführgröße;
- y = Stellgröße; Ausgangsgröße der Regeleinrichtung zum Beeinflussen eines Energie- oder Massestromes (im Steller);
- z = Störgröße; beeinflusst die Aufgabengröße in unerwünschter Weise
In diesem Kreis ist die Regelgröße (d.h. die zu regelnde Größe) negativ rückgekoppelt. Ihr Wert wird von der Führungsgröße (auch Sollgröße oder Sollwert) abgezogen und die entstehende Differenz (Regelfehler) wird dann zur Ansteuerung des Reglers genutzt. Diese Art Rückkopplung ist eine wesentliche Eigenschaft des Regelkreises. Man spricht deswegen von einem geschlossenen Wirkungskreis, während im Gegensatz dazu bei einer Steuerung ein offener Wirkungskreis vorliegt.
Siehe auch
- Analogrechner
- Digitale Signalprozessoren
- Inkrementalgeber
- Resolver
- Regelkreis
- Wurzelortskurve
- Sensor
- Aktor
- Regler
- Elektrische Maschine
Weblinks
- weitere Weblinks
- Demo-Version von WinFACT 6, ein Simulationsprogramm mit vielen Informationen auf den HILFE-Seiten*Das deutschsprachige Wiki der Gebäudeautomation und MSR-Technik
- Suche nach Regelungstechnik Infos mit: Yahoo