zum Directory-modus

Grundlagen Regelung

Regelstrecke

Die Regelstrecke ist der Teil der Anlage, der vom Regler beeinflusst wird. Die Regelstrecke beginnt am Stellort (die Stelle, an der das Stellglied in die Wirkungskette einwirkt) und endet am Messort (die Stelle, an der die Regelgröße gemessen wird). Das Stellglied (im Versuch die Heizung) zählt zur Regelstrecke.

Beurteilung von Regelstrecken

Abb.1
Regelstrecke

Regelstrecken werden nach ihrem Zeitverhalten beurteilt. Hierzu wird die Regelstrecke allein, ohne Regler, betrachtet (offene Wirkungskette, keine Rückführung).

Um die Art der Regelstrecke und ihre Kenngrößen (Verstärkungsfaktor, Zeitkonstanten) experimentell zu bestimmen, wird das betrachtete System mit einem definierten Eingangssignal (y = y(t)) beaufschlagt und das Ausgangssignal als Funktion der Zeit aufgenommen. Es können unterschiedliche Eingangssignale verwendet werden, z.B.:

  • Impuls
  • Sprung
  • sinusförminges Signal

Sprungantwort (allgemein):

Abb.2
Sprungantwort (allgemein)

Wird das System mit einem Impuls beaufschlagt, so bezeichnet man das Ausgangssignal auch als Impulsantwort. Bei einer sprungförmigen Änderung des Eingangssignals spricht man von einer Sprungantwort (x(t)).

Sprung- und Übergangsfunktion:

Abb.3
Sprung- und Übergangsfunktion

Eine besondere Form der Sprungantwort ist die Übergangsfunktion h(t). Sie ist die Antwort eines zuvor in Ruhe befindlichen Systems auf einen Einheitssprung:

y = 0 für t < 0

y = 1 für t >= 0

Anhand der Übergangsfunktion bzw. der Sprungantwort können der regelungstechnische Typ der Regelstrecke sowie die typischen Kenngrößen ermittelt werden. Danach können Regelstrecken wie folgt unterteilt werden in:

Tab.1
Regelstrecken
RegelstreckeDiagrammFormel
integral wirkende Strecken
dx dt = K S y
Strecken mit Ausgleich erster Ordnung
h(t) = K S ( 1 e t T )
Strecken mit Ausgleich höherer Ordnung
h(t) = K S ( 1 e t T u T g )
Seite 3 von 11