Analyse typischer Regelstrecken

Das wichtigste Glied eines Regelkreises ist die Regelstrecke.

Denn die Regelstrecke ist ja das System, des Verhalten durch eine geschickte Reglung optimieren möchte.

Es ist daher notwendig, das Zeitverhalten bzw. die wichtigsten Kennwerte der Regelstrecke zu kennen.

Zur experimentellen Ermittlung dieser Information gibt es verschiedene Methoden.

Sprungantwort

Bei diesem Verfahren wird das Eingangssignal eingeschaltet. Man schaltet also einen Sprung auf den Eingang.

Aus dem Ausgangssignal, das sich als Antwort auf den Eingangssprung ergibt, lassen sich Verstärkungsfaktoren und Zeitkonstanten ablesen.

Anstiegsantwort

Bei einigen, aber eher seltenen, Stecken ist es sinnvoll, statt eines Sprungs eine linear ansteigende Rampe auf den Eingang zu legen. Das Ausgangssignal nennt sich Anstiegsantwort.

Impulsantwort

Eher bei der mathematischen Betrachtung und weniger bei experimentellen Funktionen ist die Analyse der Regelstrecke auf einen Eingangsimpuls. Ein Eingangsimpuls ist idealerweise ein unendlich hoher, sehr kurzer (unendlich kurz) Impuls. Dieses Verfahren wird jedoch eher in der mathematischen Betrachtung von Systemen in der Nachrichtentechnik verwendet.

Frequenzkennlinienverfahren

Bei dem Frequenzkennlinienverfahren handelt es sich nicht um die Beschreibung des Zeitverhaltens einer Regelstrecke auf ein Eingangssignal, sondern um die Beschreibung der Verhaltens der Regelstrecke auf Sinussignale unterschiedliche Frequenzen.

Das Verhalten kann dann beispielsweise in einem Bode-Diagramm dargestellt werden.

Ein Bode-Diagramm besteht aus zwei Darstellungen.

In der ersten Kennlinie wird das Verhältnis aus Ausgangs- zu Eingangsamplitude für unterschiedliche Frequenzen dargestellt. Also die Verstärkung der Regelstrecke bei unterschiedlichen Sinussignalen.

In der zweiten Kennlinie wird die Phasenverschiebung zwischen Ausgangs- und Eingangssignal dargestellt.

Beispiele zu den einzelnen Verfahren

Nach der Vorstellung der einzelnen Verfahren zeigt Herr Wagener von mg-spots in seinem Video einige Beispiele zur Anwendung der einzelnen Verfahren.

Aufgaben und Lösungen zur Analyse von Regelstrecken

Am Ende des Videos werden noch einige Aufgaben zur Analyse von Regelstrecken gestellt und die Lösung der der Aufgaben vorgestellt.

Bode-Diagramme in der Elektrotechnik


mein E-Book für Schüler und Studenten
(für den Kindle-Reader oder die kostenlose Kindle-App)

Schritt für Schritt erklärt

vom Frequenzgang zum Bode-Diagramm

VIDEO-unterstützt