Dieses Kapitel ist bunt. Es springt zwischen Themen hin und her und wirkt vielleicht in der Rückschau wie eine wirre Vorlesung. Ich erkläre in diesem Kapitel, wie Regelung funktioniert. Dafür brauche ich viele Grundlagen. Diese alle vorab zu erklären ist fürchterlich langweilig. Deshalb bringe ich die Grundlagen immer dann, wenn ich sie brauche. Dabei stirbt leider jede Struktur. Ich wünsche Ihnen gerade deshalb viel Spaß beim Lesen, weil sie hier sehr wach mitdenken müssen und ihr Gehirn herausgefordert wird.
Sie lernen in diesem Kapitel, wie geregelte Systeme berechnet werden. Dafür klassifizieren wir typische wiederkehrende Verhaltensweisen und analysieren, wie sich diese in einem Regelkreis verhalten.
Alle Systeme, die sich bezüglich ihrer Ein- und Ausgangsgrößen gleich verhalten, werden in der Regelungstechnik gleichbehandelt. Sehr unterschiedliche Funktionsblöcke wie z. B. ein Getriebe und ein Hebel lassen sich zum Glück mit sehr ähnlicher Mathematik beschreiben. Regelkreise messen immer die Ausgangsgröße und führen diese an den Eingang zurück. Auch Regelkreise sind sich untereinander von der Struktur her sehr ähnlich.
Die Regelungstechnik nutzt diese Ähnlichkeiten aus, um daraus eine allgemeine Lösung abzuleiten. Aus der allgemeinen Lösung aller Regelkreise ermitteln wir dann spezielle Lösungen für Ihren konkreten Regelkreis. Dieses Vorgehen sollten Sie sich als Ingenieur merken. Man muss gelegentlich sehr ähnliche Probleme mehrmals nacheinander lösen.
Betrachten wir das am Beispiel einer Steuererklärung. Man kann eine Steuererklärung jedes Jahr wieder völlig neu schreiben. Die Steuererklärungen ähneln sich von Jahr zu Jahr aber stark, denn die Namen der Kinder oder des Ehepartners ändern sich darin eher selten. Am besten löst man das Problem so, dass man eine allgemeine Steuererklärung als Vorlage erstellt, und diese jedes Jahr leicht anpasst. Dann trägt man in die allgemeine Steuererklärung nur noch ein, was man abweichend zur Vorlage an Einnahmen und Ausgaben hatte und ist schnell fertig.
Es kann zeitsparend sein, das Problem einmal allgemein zu lösen, und die allgemeine Lösung nur noch mit Parametern des speziellen Problems zu füttern. Das ermitteln der allgemeinen Lösung macht zwar viel Arbeit, diese spart man später bei vielen speziellen Lösungen vielfach wieder ein. Das gilt umso mehr, je ähnlicher die Probleme sind.
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