Steuerung und Regelung

Es werden zwei Verfahren unterschieden, wie das Ziel Regelgröße = Führungsgröße erreicht werden kann: Steuerung und Regelung. Der Unterschied zwischen den Vorgehensweisen liegt in der Größe, die gemessen wird. Bei der Steuerung werden alle Störgrößen gemessen und die Eingangsgröße wird aufgrund dieser Messergebnisse verändert. Bei der Regelung wird die Regelgröße (Istwert) gemessen.

Wenn ein Tier ein Winterfell anlegt oder ein Igel sich in Laub eingräbt, dann reagieren die Tiere damit nicht unmittelbar auf die Außentemperatur. Der Igel gräbt sich nicht tiefer ein, wenn es noch kälter wird. Das Fell wird auch nicht länger, je kälter es wird. Die Intensität der Kälte hat damit weniger zu tun als die Jahreszeit. Die Tiere reagieren also nicht, weil ihre Kerntemperatur kurzzeitig vom Sollwert abweicht. Die reagieren aufgrund der Tatsache, dass es kälter wird und bald Winter sein wird.

Dieses Verhalten ist „gesteuert“. Das Tier „misst“ eine Störgröße: Die Außentemperatur bzw. die Jahreszeit. Die Reaktion erfolgt nicht aufgrund der Abweichung des Istwerts vom Sollwert. Mit einer Steuerung kann man i. A. den Istwert nur in die Nähe des Sollwerts bringen.

Um genauer zu werden, brauchen wir einen Eingriff, der abhängig von der Abweichung zwischen Außentemperatur und Sollwert wirkt. Wenn Ihr Körper ein wenig zu warm ist, dann schwitzen Sie leicht. In einer 85°C Sauna schwitzen Sie stärker. Dieser Eingriff ist direkt abhängig von der Intensität der Abweichung des Istwerts (Kerntemperatur) vom Sollwert (37°C). Dafür misst der Körper die Kerntemperatur und „regelt“ die Schweißbildung in feinen Schritten so, dass immer Istwert = Sollwert gilt.

Ein geregeltes System misst den Istwert (Regelgröße) und steuert den Aktor aufgrund der Abweichung zwischen Soll- und Istwert an. Ein gesteuertes System misst die Störgröße und steuert den Aktor aufgrund dieser Information grob in die richtige Richtung an.

In beiden Fällen haben wir ein System mit einem Istwert vorliegen, der einem Sollwert entsprechen soll. In beiden Fällen brauchen wir einen Aktor, um einzugreifen. Wir versuchen, immer alle Systeme zu regeln. Damit kommen wir dem Ziel Istwert = Sollwert immer näher als bei einem gesteuerten Ansatz. Wir ergänzen manchmal einen gesteuerten Ansatz (Winterfell), damit das geregelte System in die Nähe des Sollwerts kommt.

Es gibt in beiden Verfahren einen zentralen Block, der aufgrund der Messergebnisse das System ansteuert. Beim gesteuerten System wird es „Steuerung“ genannt. Beim geregelten System nennen wir dies „Regler“. Warum wird nicht alles geregelt, warum gibt es auch gesteuerte Systeme? Weil der Istwert nicht immer gemessen werden kann.

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