Dynamisches Betriebsverhalten - EAL Lehrstuhl für Elektrische ...

u
z
System
y
Abbildung 1.5: Regelungstechnische Systembeschreibung
u beeinflusst also den Systemausgang y nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten, die im System
beschrieben sind. Neben u gibt es in der Regel weitere den Ausgang beeinflussende Größen, die
selbst nicht beeinflussbar und in der Regel unbekannt sind (bei der Gleichstrommaschine z.B.
das Lastmoment M L ). Sie werden als Störgrößen z bezeichnet.
Wird nun eine bestimmte Ausgangsgröße y (z.B Drehzahl ω) erwünscht, wird dieser Sollwert
durch die Führungsgröße w dargestellt und ein Konzept benutzt um das System dazu zu bewegen
einen Ausgangswert y anzunehmen, der mit der Führungsgröße w möglichst gut übereinstimmt.
z
w
Steuerung
u
System
y
Abbildung 1.6: Steuerung
In Abbildung 1.6 ist das Prinzip der Steuerung dargestellt. Sind die Struktur und die Parameter
des Systems ausreichend gut bekannt, so lässt sich in der Steuerung eine Logik (inverses
System) hinterlegen, die das System genau mit der Stellgröße u versorgt, die es braucht um am
Ausgang y = w zu ergeben. Problematisch ist hierbei nur, dass in der Realität die Parameter
niemals mit absoluter Genauigkeit bekannt sind und in der Regel auch über der Zeit, Temperatur
usw. variieren. Somit wird sich in der Realität, selbst bei z = 0, niemals der exakte Sollwert
einstellen. Wie nun schon angedeutet, ergibt sich ein noch größeres Problem beim Vorhandensein
einer Störgröße z, wie dem Lastmoment M L . Wird die Gleichstrommaschine also mit einer
bestimmten Ankerspannung U N angesteuert, damit sich im Leerlauf eine Drehzahl ω L einstellt,
so entsteht unter Störung durch M L eine gewisse Abweichung, weil die Drehzahl lastbedingt
abfällt.
Aus dieser Abweichung wird im zweiten Ansatz, der Regelung, der sog. Regelfehler e definiert
e = w − y (1.44)
und dessen Verlauf von einem Regler nach bestimmten Kriterien bewertet. Aufgrund dieser
Bewertung stellt der Regler dann eine Stellgröße u, die y in Richtung von w zwingt und damit
den Regelfehler e verkleinert.
z
w
−
e
Regler
u
System
y
Abbildung 1.7: Regelung
Weil nun die Stellgröße u danach gebildet wird wie gut der Ausgang mit seinem Sollwert
übereinstimmt, ist nur noch ein grobes Wissen über die Parameter des Systems notwendig und
es kann auch einer Störgröße entgegengewirkt werden.
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