Steuerung von Systemen

Steuerung ist die auf ein Ziel gerichtete Veränderung eines Systems.

• Zum Zwecke der Steuerung des Systems können verändert werden:
  • Der beeinflussbare Teil der Eingangsgrößen sind Stellgrößen. Im Unterschied dazu können Störgrößen nicht beeinflusst werden.
  • Die Transformation der Elemente
  • Die Struktur des Systems
• Steuerungsarten:
  • Festwertsteuerung: Die Führungsgrößen sind Sollwerte
  • Zeitplansteuerung: Die Führungsgrößen ändern sich mit der Zeit in vorher bekannter Form
  • Nachlaufsteuerung: Die Führungsgrößen hängen von anderen, vorher nicht bekannten Einflüssen ab

Die Gesamtheit aller Elemente, die Gegenstand der Steuerung sind, heißt Steuerstrecke. Die Gesamtheit der Elemente, die die Steuerung realisiert heißt Steuereinrichtung.

Dabei vollzieht sich die Steuerung grundsätzlich, indem der Eingangsvektor eines Elementes um den Vektor der Stellgrößen x verändert wird. Dabei gibt es zwei grundverschiedene Formen der Zusammenschaltung von Steuerstrecke und Steuereinrichtung: Steuerkette (mit dem Transformationsoperator S) und Regelkreis (mit dem Transformationsoperator R).

Die Stellgrößen x werden aus den Führungsgrößen erzeugt.
Ungesteuert gilt: y = S x

Für die Ermittlung der Stellgrößen (direkt oder als R für die Steuerung), sind erforderlich

• S für S-1, also der (exakte) Transformationsoperator der Steuerstrecke, also genaue Kenntnis über das Verhalten der Steuerstrecke,
• x, also die Eingangsgrößen der Steuerstrecke einschließlich der Störgrößen
• z, also die Führungsgrößen

In zufallsbeeinflussten Systemem ist eine exakte Kenntnis von S und x im Allgemeinen nicht vorhanden.

Kennzeichnend ist, dass die Stellgrößen unter Verwendung des Ausgangsvektors bestimmt werden.

Ausgleich der Vor- und Nachteile von Steuerkette und Regelkreis