{"id":83942,"date":"2020-06-04T07:42:41","date_gmt":"2020-06-04T05:42:41","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/vvedenie-v-teoriyu-avtomaticheskogo-upravleniya-osnovnye-ponyatiya-teorii-upravleniya-tehnicheskim-sistemami"},"modified":"2020-06-04T07:42:41","modified_gmt":"2020-06-04T05:42:41","slug":"vvedenie-v-teoriyu-avtomaticheskogo-upravleniya-osnovnye-ponyatiya-teorii-upravleniya-tehnicheskim-sistemami","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/vvedenie-v-teoriyu-avtomaticheskogo-upravleniya-osnovnye-ponyatiya-teorii-upravleniya-tehnicheskim-sistemami","title":{"rendered":"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Ich ver\u00f6ffentliche das erste Kapitel der Vorlesungen \u00fcber die Theorie der automatischen Steuerung, nach denen Ihr Leben nie mehr dasselbe sein wird. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Die Vorlesungen des Kurses \u201eSteuerung Technischer Systeme\u201c werden von Oleg Stepanovich Kozlov am Lehrstuhl f\u00fcr \u201eKernreaktoren und Energietechnik\u201c der Fakult\u00e4t f\u00fcr \u201eEnergietechnik\u201c der MGTU benannt nach N.E. Bauman gehalten. Daf\u00fcr geb\u00fchrt ihm gro\u00dfer Dank. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Diese Vorlesungen werden gerade in Form eines Buches ver\u00f6ffentlicht, und da hier Spezialisten f\u00fcr TAU, Studenten und einfach Interessierte am Thema sind, wird jede Kritik gern begr\u00fc\u00dft. <\/p>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/51ec35e261067ae210b961e3a4259d87.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<h1>1. Grundlegende Begriffe der Theorie der Steuerung technischer Systeme<\/h1>\n<p><\/p>\n<h2>1.1. Ziele, Prinzipien der Steuerung, Arten von Steuerungssystemen, grundlegende Definitionen, Beispiele<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Die Entwicklung und Verbesserung der industriellen Produktion (Energie, Transport, Maschinenbau, Raumfahrttechnik usw.) erfordert eine kontinuierliche Steigerung der Produktivit\u00e4t von Maschinen und Aggregaten, eine Verbesserung der Produktqualit\u00e4t, eine Senkung der Kosten und insbesondere in der Kernenergie eine drastische Erh\u00f6hung der Sicherheit (kerntechnische, strahlenschutztechnische usw.) bei der Nutzung von Kernkraftwerken und Kernanlagen.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Die Umsetzung der festgelegten Ziele ist ohne die Einf\u00fchrung moderner Steuerungssysteme nicht m\u00f6glich, zu denen sowohl automatisierte (mit menschlichem Bediener) als auch automatische (ohne menschlichen Bediener) Systeme geh\u00f6ren.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><b>Definition: <\/b><i>Steuerung ist die Organisation eines bestimmten technologischen Prozesses, die das Erreichen des festgelegten Ziels sicherstellt.<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p><i>Die Steuerungstheorie<\/i> stellt einen Bereich der modernen Wissenschaft und Technik dar. Sie basiert sowohl auf grundlegenden (allgemeinwissenschaftlichen) Disziplinen (wie Mathematik, Physik, Chemie usw.) als auch auf angewandten Disziplinen (Elektronik, Mikroprozessortechnik, Programmierung usw.).<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Jeder Steuerungsprozess (automatischer) besteht aus den folgenden grundlegenden Phasen (Elementen):<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li> Erfassung von Informationen \u00fcber die Steuerungsaufgabe;<\/li>\n<li> Erfassung von Informationen \u00fcber das Ergebnis der Steuerung;<\/li>\n<li> Analyse der erhaltenen Informationen;<\/li>\n<li> Durchf\u00fchrung der Entscheidung (Einwirkung auf das Steuerungsobjekt). <\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>F\u00fcr die Umsetzung des Steuerungsprozesses muss das Steuerungssystem (S\u00dc) Folgendes haben:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li> Informationsquellen \u00fcber die Steuerungsaufgabe;<\/li>\n<li> Informationsquellen \u00fcber die Ergebnisse der Steuerung (verschiedene Sensoren, Messger\u00e4te, Detektoren usw.);<\/li>\n<li> Ger\u00e4te zur Analyse der erhaltenen Informationen und zur Entscheidungsfindung;<\/li>\n<li> Aktuatoren, die auf das Steuerobjekt einwirken, bestehend aus: Regler, Motoren, Verst\u00e4rkungs- und Umwandlungsger\u00e4ten usw.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p><b>Definition:<\/b><i> Wenn das Steuerungssystem (SS) alle oben aufgef\u00fchrten Teile enth\u00e4lt, dann ist es geschlossen.<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p><b>Definition:<\/b> <i>Die Steuerung eines technischen Objekts unter Verwendung von Informationen \u00fcber die Ergebnisse der Steuerung wird als R\u00fcckkopplungsprinzip bezeichnet.<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Schematisch kann ein solches Steuerungssystem wie folgt dargestellt werden:<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/8c48f4621773bbe8620934de7b1c2e16.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.1.1 \u2014 Struktur des Steuerungssystems (SS) <\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p> Wenn das Steuerungssystem (SS) ein strukturelles Schema hat, dessen Aussehen der Abb. 1.1.1 entspricht, und ohne menschliches (Bediener-) Eingreifen funktioniert, dann wird es genannt <u>automatisches Steuerungssystem (ASS)<\/u>.<\/p>\n<p><\/p>\n<p> Wenn das SS mit dem Eingreifen eines Menschen (Operators) funktioniert, dann wird es genannt <u>automatisiertes SS<\/u>.<\/p>\n<p><\/p>\n<p> Wenn die Steuerung einen gegebenen Gesetzm\u00e4\u00dfigkeit der Ver\u00e4nderung des Objekts \u00fcber die Zeit unabh\u00e4ngig von den Ergebnissen der Steuerung sicherstellt, dann erfolgt diese Steuerung nach einem offenen Zyklus, und die Steuerung selbst wird genannt <u>Softwaresteuerung<\/u>.<\/p>\n<p><\/p>\n<p> Zu den Systemen, die nach einem offenen Zyklus arbeiten, geh\u00f6ren industrielle Automaten (F\u00f6rderb\u00e4nder, Rotationslinien usw.), Maschinen mit numerischer Steuerung (CNC): siehe Beispiel in Abb. 1.1.2.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/20c14fed7423b8be82da94b8e0eceae7.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.1.2 \u2014 Beispiel f\u00fcr die Programmsteuerung<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Das Steuerger\u00e4t kann zum Beispiel auch als \u201eKopierer\u201c fungieren.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Da es in diesem Beispiel keine Sensoren (Messger\u00e4te) gibt, die das hergestellte Teil \u00fcberwachen, kann, wenn zum Beispiel der Werkzeughalter falsch montiert oder besch\u00e4digt wurde, das gesetzte Ziel (Herstellung des Teils) nicht erreicht (realisiert) werden. In Systemen dieses Typs ist normalerweise eine Ausgangskontrolle erforderlich, die lediglich die Abweichungen der Dimensionen und Formen des Teils vom gew\u00fcnschten festhalten wird.<\/p>\n<p><\/p>\n<p> Automatische Steuerungssysteme werden in 3 Typen unterteilt: <\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li> automatische Steuerungssysteme (ASS); <\/li>\n<li> automatische Regelungssysteme (ARS);<\/li>\n<li> Nachf\u00fchrsysteme (NF). <\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>ARS und NF sind Teilmengen von ASS ==&gt; <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/21f340c84febe0f6ab25cc5c9256dfb1.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/>.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Definition: Ein automatisches Steuerungssystem, das die Konstanz einer bestimmten physikalischen Gr\u00f6\u00dfe (Gruppe von Gr\u00f6\u00dfen) in dem zu regelnden Objekt gew\u00e4hrleistet, wird als automatisches Regelungssystem (ARS) bezeichnet.<\/p>\n<p><\/p>\n<p> Automatische Regelungssysteme (ARS) sind die am weitesten verbreitete Art von automatischen Steuerungssystemen.<\/p>\n<p><\/p>\n<p> Der erste automatische Regler der Welt (18. Jahrhundert) \u2013 der Watt-Regler. Dieses Schema (siehe Abb. 1.1.3) wurde von Watt in England entwickelt, um eine konstante Drehgeschwindigkeit des Rades einer Dampfmaschine aufrechtzuerhalten und damit die Konstanz der Drehgeschwindigkeit (Bewegung) der Riemenscheibe (Riemen) der \u00dcbertragung zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n<p><\/p>\n<p> In diesem Schema <i>sind die empfindlichen Elemente<\/i> (Messsensoren) \u201eGewichte\u201c (Kugeln). \u201eGewichte\u201c (Kugeln) verursachen auch die Bewegung des Hebels und sp\u00e4ter des Ventils. Daher kann dieses System als direktes Regulierungs system und der Regler als <u>direkt wirkender Regler<\/u>, da er gleichzeitig die Funktionen sowohl des \u201eMessger\u00e4ts\u201c als auch des \u201eReglers\u201c erf\u00fcllt. <\/p>\n<p>\nBei direkt wirkenden Reglern <i>ist keine zus\u00e4tzliche Energiequelle<\/i> zum Bewegen des Regelorgans erforderlich. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/95d2c1901c2cc5e962a5c5c23643f155.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.1.3 \u2013 Schema des automatischen Watt-Reglers<\/i><\/p>\n<p>In Systemen mit indirekter Regelung ist das Vorhandensein (die Anwesenheit) eines Verst\u00e4rkers (z. B. Leistung) sowie eines zus\u00e4tzlichen Aktuators erforderlich, der beispielsweise einen Elektromotor, Servomotor, Hydroantrieb usw. enth\u00e4lt.<\/p>\n<p><\/p>\n<p> Ein Beispiel f\u00fcr ein automatisches Steuerungssystem (ARS), im vollen Sinne dieser Definition, ist ein Steuerungssystem, das den Start einer Rakete in den Orbit gew\u00e4hrleistet, wobei die zu regelnde Gr\u00f6\u00dfe beispielsweise der Winkel zwischen der Achse der Rakete und der Normalen zur Erde sein kann. ==&gt; siehe Abb. 1.1.4.a und Abb. 1.1.4.b <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/e524a79caac45ea0e624938463f7b48e.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.1.4 (a)<\/i><br \/>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/a1f4ec58f29971dc866627f3cd5f8f44.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.1.4 (b)<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<h2>1.2. Struktur von Steuerungssystemen: einfache und mehrdimensionale Systeme<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>In der Theorie der Steuerung technischer Systeme wird jede Anlage in eine Reihe von Gliedern unterteilt, die in Netzwerkstrukturen verbunden sind. Im einfachsten Fall enth\u00e4lt das System ein Glied, auf das ein Eingangsreiz (Eingang) einwirkt, und am Ausgang erh\u00e4lt man die Reaktion des Systems (Ausgang).<\/p>\n<p><\/p>\n<p>In der Theorie der Steuerung technischer Systeme werden zwei grundlegende Methoden zur Darstellung der Glieder von Steuerungssystemen verwendet:<\/p>\n<p><\/p>\n<p> \u2014 in den Variablen \u201eEingang-Ausgang\u201c;<\/p>\n<p><\/p>\n<p> \u2014 in Zustandsvariablen (n\u00e4here Informationen finden Sie in den Abschnitten 6\u20267). <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Die Darstellung in den Variablen 'Eingang-Ausgang' wird normalerweise verwendet, um relativ einfache Systeme zu beschreiben, die einen 'Eingang' (eine Steuerungsaktion) und einen 'Ausgang' (eine geregelte Gr\u00f6\u00dfe, siehe Abbildung 1.2.1) haben.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/5771bf37f683d56890681a739ec80416.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.2.1 \u2013 Schematische Darstellung eines einfachen Regelungssystems<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Normalerweise wird diese Beschreibung f\u00fcr technisch nicht anspruchsvolle ASC (Automatisierte Regelsysteme) verwendet.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>In letzter Zeit hat die Darstellung in Zustandsvariablen, insbesondere f\u00fcr technisch komplexe Systeme einschlie\u00dflich mehrdimensionaler ASC, weit verbreitet. In Abb. 1.2.2 ist eine schematische Darstellung eines mehrdimensionalen automatisierten Regelungssystems dargestellt, in dem <b><i>u1(t)\u2026um(t)<\/i><\/b> \u2014 Steuerungsaktionen (Steuerungsvektor), <i><b>y1(t)\u2026yp(t)<\/b><\/i> \u2014 geregelte Parameter des ASC (Ausgangsvektor). <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/d0025fbc783222e6f87a5a9f56945785.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.2.2 \u2014 Schematische Darstellung eines mehrdimensionalen Regelungssystems<\/i><\/p>\n<p>Betrachten wir die Struktur des ASC n\u00e4her, dargestellt in den Variablen 'Eingang-Ausgang' und mit einem Eingang (Eingangs- oder Vorgabesteuerungsaktion) und einem Ausgang (Ausgangsaktion oder geregelte (oder regulierte) Variable).<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Angenommen, das strukturelle Schema eines solchen ASC besteht aus einer bestimmten Anzahl von Elementen (Gliedern). Durch Gruppierung der Glieder nach funktionalem Prinzip (was die Glieder tun), kann das strukturelle Schema des ASC in folgende typische Form gebracht werden: <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/21b4fe1c08c1a168d1d68c0f47c3c186.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.2.3 \u2014 Strukturschema eines automatisierten Regelsystems<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Das Symbol <b><i>\u03b5(t)<\/i><\/b> oder die Variable<b> <i>\u03b5(t)<\/i><\/b> bezeichnet die Abweichung (Fehler) am Ausgang des Vergleichsger\u00e4ts, das sowohl im Modus einfacher vergleichender arithmetischer Operationen (meistens Subtraktion, seltener Addition) als auch in komplexeren Vergleichsoperationen (Prozeduren) 'arbeiten' kann.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Da das<i> <b>y1(t) = y(t)*k1<\/b><\/i><header> <i><b>k1<\/b><\/i> \u2014 Verst\u00e4rkungsfaktor, also ==&gt; <br \/>\n<b><i>\u03b5(t) = x(t) \u2014 y1(t) = x(t) \u2014 k1*y(t)<\/i><\/b><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Die Aufgabe des Regelungssystems besteht darin (wenn es stabil ist), 'zu arbeiten', um die Abweichung (den Fehler) zu beseitigen <b><i>\u03b5(t)<\/i><\/b>, d.h. ==&gt;<b> <i>\u03b5(t) \u2192 0<\/i><\/b>.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Es ist zu beachten, dass auf das Managementsystem sowohl externe Einfl\u00fcsse (steuernd, st\u00f6rend, Interferenzen) als auch interne St\u00f6rungen wirken. St\u00f6rungen unterscheiden sich von Einfl\u00fcssen durch die Stochastizit\u00e4t (Zuf\u00e4lligkeit) ihres Bestehens, w\u00e4hrend Einfl\u00fcsse fast immer deterministisch sind.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Um den steuernden (einflussnehmenden) zu kennzeichnen, verwenden wir entweder<i><b> x(t)<\/b><\/i>, oder <i><b>u(t)<\/b><\/i>.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>1.3. Grunds\u00e4tze der Regelungstechnik<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Wenn wir zum letzten Bild zur\u00fcckkehren (das Strukturdiagramm der Regelungsanlage in Abb. 1.2.3), ist es notwendig, die Rolle zu \u201eentschl\u00fcsseln\u201c, die das verst\u00e4rkende und umwandelnde Ger\u00e4t spielt (welche Funktionen es erf\u00fcllt).<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Wenn das verst\u00e4rkende und umwandelnde Ger\u00e4t (VPU) nur die Verst\u00e4rkung (oder D\u00e4mpfung) des Fehlersignals \u03b5(t) vornimmt, n\u00e4mlich: <b><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/0c09aa2ad2d14cb6d2f5666e33441afa.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/b><header> <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/be9dd549e8715f43c40c581217f29e3b.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/>\u2013 der Proportionalit\u00e4tsfaktor (im speziellen Fall <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/e16fccbb0217b69120081cd963525f6e.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/> = Const), dann wird dieser Betriebsmodus der geschlossenen Regelungsanlage als <u>proportionaler Regelungsmodus <\/u>(P-Regelung) bezeichnet.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Wenn das VPU das Ausgangssignal \u03b51(t) bildet, das proportional zum Fehler \u03b5(t) und dem Integral von \u03b5(t) ist, d.h. <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/6e6dbb0b4de0d9aaa3f6f788e61a3830.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/>, dann wird dieser Regelungsmodus als <u>proportional-integrativen<\/u> (PI-Regelung) bezeichnet. ==&gt; <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/9dd1d2b339c33e975225d3438d39bc6c.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><header> <i>b<\/i> \u2013 der Proportionalit\u00e4tsfaktor (im speziellen Fall <i>b = Const<\/i>). \n <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Normalerweise wird die PI-Regelung verwendet, um die Genauigkeit der Kontrolle (Regelung) zu erh\u00f6hen.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Wenn das VPU ein Ausgangssignal \u03b51(t) bildet, das proportional zum Fehler \u03b5(t) und seiner Ableitung ist, wird dieser Modus als<u> proportional-differenzierenden<\/u> (PD-Regelung) bezeichnet: ==&gt; <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/53491162f89bb3eb6d3afe53f8499ef7.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Normalerweise erh\u00f6ht die Verwendung der PD-Regelung die Reaktionsgeschwindigkeit der Regelungsanlage.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Wenn das VPU ein Ausgangssignal \u03b51(t) bildet, das proportional zum Fehler \u03b5(t), seiner Ableitung und dem Integral des Fehlers ==&gt; <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/8ebae93d72b03b5c107a1246c077c348.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/>, dann wird dieser Regelungsmodus als <u>proportional-integral-differenzierenden Regelungsmodus<\/u> (PID-Regelung) bezeichnet.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Die PID-Regelung erm\u00f6glicht in der Regel eine \u201egute\u201c Regelgenauigkeit bei \u201eguter\u201c Reaktionsgeschwindigkeit. <\/p>\n<p><\/p>\n<h2>1.4. Klassifikation der automatischen Steuerungssysteme <\/h2>\n<p><\/p>\n<h3>1.4.1. Klassifikation nach Art der mathematischen Beschreibung<\/h3>\n<p><\/p>\n<p>Nach der Art der mathematischen Beschreibung (Gleichungen der Dynamik und Statik) werden automatische Steuerungssysteme (ASS) in <u>lineare<\/u> und <u>nichtlineare<\/u> Systeme (ASS oder ASP) unterteilt. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Jede \u201eUnterklasse\u201c (linear und nichtlinear) unterteilt sich in eine Reihe weiterer \u201eUnterklassen\u201c. Beispielsweise unterscheiden sich lineare Regelungsanlagen (RA) hinsichtlich der Art der mathematischen Beschreibung. <br \/>\nDa im aktuellen Semester die dynamischen Eigenschaften nur linearer Systeme der automatischen Steuerung (Regelung) behandelt werden, geben wir nachfolgend eine Klassifikation nach der Art der mathematischen Beschreibung f\u00fcr lineare Regelungsanlagen (RA) an: <\/p>\n<p><\/p>\n<p>1) Lineare Systeme der automatischen Steuerung, die in den Variablen \u201eEingang-Ausgang\u201c durch gew\u00f6hnliche Differentialgleichungen (ODG) mit <u>konstanten <\/u>Koeffizienten beschrieben werden:<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/cb3af3b0b89fc1e74c2b8d6d2d7fdb22.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/58090b17da60d2b517d3c94501cd59a2.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>\nwo <i>x(t)<\/i> \u2013 Eingangsgr\u00f6\u00dfe; <i>y(t)<\/i> \u2013 Ausgangsgr\u00f6\u00dfe (geregelte Gr\u00f6\u00dfe). <\/p>\n<p>Verwendet man die operatorische (\u201ekompakte\u201c) Schreibweise der linearen ODG, so kann die Gleichung (1.4.1) in folgender Form dargestellt werden: \n<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/b1c5ee221af3668d5f176a70ed14418f.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p> wo, <i>p = d\/dt<\/i> \u2014 Differenzierungsoperator; <i>L(p), N(p)<\/i> \u2014 entsprechende lineare Differentialoperatoren, die gleich sind:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/d43a08bffa114c25041a2f0980042c51.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/42636426b82dce860e9e17987f50c057.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>2) Lineare Systeme der automatischen Steuerung, die durch lineare gew\u00f6hnliche Differentialgleichungen (ODG) mit <u>variablen <\/u>(in der Zeit) Koeffizienten beschrieben werden: \n<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/6dbc99fe9b268fe6f6ff996975637e1c.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/829ce6f7e73bfb06b4b76d0d4eeeef34.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Im Allgemeinen k\u00f6nnen solche Systeme auch der Klasse der nichtlinearen Regelungsanlagen (RA) zugeordnet werden.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>3) Lineare Systeme der automatischen Steuerung, die durch lineare Differenzgleichungen beschrieben werden: <\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/3ff7a042761c218b77ac2263e548642c.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/1adb8b5de9da0717c1d8af58023709db.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p> wo <i>f(\u2026)<\/i> \u2013 lineare Funktion der Argumente;<i> k = 1, 2, 3\u2026<\/i> \u2014 ganze Zahlen; <i>\u0394t<\/i> \u2013 Quantisierungsintervall (Diskretisierungsintervall). <\/p>\n<p>Die Gleichung (1.4.4) kann in \u201ekompakter\u201c Schreibweise dargestellt werden:\n<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/3a555933ea0689d2adee3746d6ddeaad.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>In der Regel wird eine solche Beschreibung linearer Regelungsanlagen (RA) in digitalen Steuerungssystemen (unter Verwendung von Computern) verwendet. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>4) Lineare Systeme der automatischen Steuerung mit Verz\u00f6gerung:\n<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/7feca1e387cb0c6a1689e22d95e28a63.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>\nwo <i>L(p), N(p)<\/i> \u2014 lineare Differentialoperatoren; <i>\u03c4<\/i> \u2014 Verz\u00f6gerungszeit oder Verz\u00f6gerungskonstante. <\/p>\n<p>Wenn die Operatoren <i>L(p)<\/i> und <i>N(p)<\/i> degenerieren (<i>L(p) = 1; N(p) = 1<\/i>), dann entspricht die Gleichung (1.4.6) der mathematischen Beschreibung der Dynamik eines idealen Verz\u00f6gerungsgliedes: \n<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/f3906140de2cd69b5ececf8b527a11e7.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p> Die grafische Darstellung seiner Eigenschaften ist in Abb. 1.4.1 dargestellt.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/862f0d412914840cf9f0722087ccfb50.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.4.1 \u2014 Grafiken f\u00fcr Eingang und Ausgang eines idealen Verz\u00f6gerungsgliedes.<\/i><\/p>\n<p>5) Lineare Systeme der automatischen Steuerung, die durch lineare Differentialgleichungen in <i>partiellen Ableitungen<\/i>. Oft werden solche Regelungsanlagen als <u>verteilte<\/u> Steuerungssysteme bezeichnet. ==&gt; \u201eAbstraktes\u201c Beispiel einer solchen Beschreibung:<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/669b5c3c53ba7845842b18e5928ce839.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Das Gleichungssystem (1.4.7) beschreibt die Dynamik eines linear verteilten automatisierten Regelungssystems, d.h. die geregelte Gr\u00f6\u00dfe h\u00e4ngt nicht nur von der Zeit, sondern auch von einer r\u00e4umlichen Koordinate ab. <br \/>\nWenn das Regelungssystem ein \u00abr\u00e4umliches\u00bb Objekt darstellt, dann ==&gt;<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/3448a365047c1bab4de5e8f25546f50e.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>wo <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/f9ff2f7da6ef14612bc7debb1a6b13df.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/> h\u00e4ngt es von der Zeit und den r\u00e4umlichen Koordinaten ab, die durch den Positionsvektor definiert sind. <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/779241bc6119457bd084ae3b359be126.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/>\n<\/p>\n<p>6) Automatisierte Regelungssysteme, die beschrieben werden durch <u>Systeme<\/u> gew\u00f6hnliche Differenzialgleichungen oder Systeme von Differenzengleichungen oder Systeme von partiellen Differentialgleichungen ==&gt;, und so weiter ...<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Eine \u00e4hnliche Klassifikation kann auch f\u00fcr nichtlineare Regelungssysteme (NRS) vorgeschlagen werden \u2026<\/p>\n<p><\/p>\n<p>F\u00fcr lineare Systeme gelten folgende Anforderungen:<\/p>\n<ul>\n<li> Linearit\u00e4t der statischen Eigenschaften des Regelungssystems; <\/li>\n<li> Linearit\u00e4t der Dynamikgleichung, d.h. die Variablen treten <u>nur in linearer Kombination in die Dynamikgleichung ein.<\/u> <\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Die statische Eigenschaft ist die Abh\u00e4ngigkeit des Ausgangs von der Gr\u00f6\u00dfe des Eingangseinflusses im station\u00e4ren Modus (wenn alle \u00dcbergangsprozesse abgeklungen sind). <\/p>\n<p><\/p>\n<p>F\u00fcr Systeme, die durch lineare gew\u00f6hnliche Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten beschrieben werden, ergibt sich die statische Eigenschaft aus der Dynamikgleichung (1.4.1), indem alle nichtstation\u00e4ren Terme auf Null gesetzt werden ==&gt;\n<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/bf0c596f0264b56e910f26fb3572d495.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>In Abb. 1.4.2 sind Beispiele f\u00fcr lineare und nichtlineare statische Eigenschaften von automatisierten Regelungssystemen dargestellt. <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/492e67e54fc30c8ffc81dbd922d44d69.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.4.2 \u2014 Beispiele f\u00fcr statische lineare und nichtlineare Eigenschaften<\/i><\/p>\n<p>Die Nichtlinearit\u00e4t der Terme, die Ableitungen nach der Zeit in den Dynamikgleichungen enthalten, kann durch die Verwendung nichtlinearer mathematischer Operationen (*, \/, <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/2cb392451693aaecdf1b0b3c9d893b64.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/>, <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/9b1e329d4a85a2633bbbc4f4ab024200.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/>, sin, ln usw.) entstehen. Zum Beispiel, betrachten wir die Dynamikgleichung eines bestimmten \u00ababstrakten\u00bb Regelungssystems<\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/dae16ed9af4777cc0574d633840de24b.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>stellen wir fest, dass in dieser Gleichung bei linearer statischer Eigenschaft <img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/ef499e876cf4b9835a61605b9155144c.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/> die zweiten und dritten Summanden (dynamische Terme) auf der linken Seite der Gleichung \u2014 <u>nichtlineare<\/u>, daher ist das durch eine solche Gleichung beschriebene Regelungssystem <u>nichtlinear <i>im dynamischen<\/i> Bereich.<\/u>.<\/p>\n<p><\/p>\n<h3>1.4.2. Klassifikation nach der Art der \u00fcbertragenden Signale<\/h3>\n<p><\/p>\n<p>Nach der Art der \u00fcbertragenden Signale werden automatisierte Regelungssysteme (oder Regulierungssysteme) unterteilt in: <\/p>\n<ul>\n<li> kontinuierliche Systeme (Systeme kontinuierlicher Wirkung);<\/li>\n<li> Relaisysteme (Systeme relaisierter Wirkung);<\/li>\n<li> diskrete Systeme (Impuls- und digitale Systeme).<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Das System <u>kontinuierlicher<\/u> Die Handlung wird als solches Steuerungssystem bezeichnet, in dem jedes Element <u>stetigem<\/u> \u00c4nderung des Eingangssignals \u00fcber die Zeit <u>entspricht einer kontinuierlichen<\/u> \u00c4nderung des Ausgangssignals, wobei das Gesetz der \u00c4nderung des Ausgangssignals beliebig sein kann. Damit das Steuerungssystem kontinuierlich ist, m\u00fcssen die statischen Eigenschaften aller <u>Elemente kontinuierlich sein.<\/u><\/p>\n<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/73b156157b5a43c62fdc848170722c2d.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.4.3 \u2014 Beispiel f\u00fcr ein kontinuierliches System<\/i><\/p>\n<p>Das System <u>relativer<\/u> Handel wird als Steuerungssystem bezeichnet, in dem zumindest in einem der Elemente bei kontinuierlicher \u00c4nderung der Eingangsgr\u00f6\u00dfe die Ausgangsgr\u00f6\u00dfe zu bestimmten Zeitpunkten des Steuerungsprozesses sprunghaft in Abh\u00e4ngigkeit von der Eingangsgr\u00f6\u00dfe \u00e4ndert. Die statische Eigenschaft eines solchen Elements hat <u>Sprungstellen<\/u> oder <u>Br\u00fcche mit einem Knick<\/u>.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/edfc6a65398bb0f409297d40a3aee0e2.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.4.4 \u2014 Beispiele f\u00fcr die statischen Eigenschaften von Relais<\/i><\/p>\n<p>Das System <u>diskreter<\/u> Handel wird als System bezeichnet, in dem zumindest in einem der Elemente bei kontinuierlicher \u00c4nderung der Eingangsgr\u00f6\u00dfe die Ausgangsgr\u00f6\u00dfe <u>die Form einzelner Impulse<\/u>, die nach einem bestimmten Zeitraum erscheinen. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Ein Element, das ein kontinuierliches Signal in ein diskretes Signal umwandelt, wird als Impulswandler bezeichnet. Diese Art von \u00fcbertragenen Signalen tritt in Steuerungssystemen mit Computern oder Controllern auf. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Am h\u00e4ufigsten werden folgende Methoden (Algorithmen) zur Umwandlung des kontinuierlichen Eingangssignals in ein Impulsausgangssignal realisiert: <\/p>\n<ul>\n<li> Amplituden-Impuls-Modulation (AIM); <\/li>\n<li> Breiten-Impuls-Modulation (BIM). <\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>In Abb. 1.4.5 ist eine grafische Darstellung des Algorithmus der Amplituden-Impuls-Modulation (AIM) dargestellt. Im oberen Teil der Abb. ist die zeitliche Abh\u00e4ngigkeit <i>x(t)<\/i> \u2014 des Signals <u>am Eingang<\/u> zum Impulselement. Das Ausgangssignal des Impulsmoduls (Elements) <i>y(t)<\/i> ist eine Sequenz von rechteckigen Impulsen, die mit <u>konstant<\/u> einem Quantisierungsintervall \u0394t erscheinen (siehe untere Teil der Abb.). Die Dauer der Impulse ist gleich und betr\u00e4gt \u0394. Die Amplitude des Impulses am Ausgang des Moduls ist proportional zur entsprechenden Gr\u00f6\u00dfe des kontinuierlichen Signals x(t) am Eingang dieses Moduls. <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/c9a3c132c1ad71a56582f30d6d11f847.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.4.5 \u2014 Umsetzung der Amplituden-Impuls-Modulation<\/i><\/p>\n<p>Dieses Verfahren der Impulsmodulation war in der elektronischen Mess- und Steuertechnik von Steuer- und Schutzeinrichtungen (SUC) von Kernkraftwerken (KKW) in den 70er und 80er Jahren des letzten Jahrhunderts weit verbreitet. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>In Abb. 1.4.6 ist eine grafische Darstellung des Algorithmus der Pulsbreitenmodulation (PWM) zu sehen. Im oberen Teil von Abb. 1.14 ist die zeitliche Abh\u00e4ngigkeit <i>x(t)<\/i> \u2013 des Signals am Eingang des Impulsmoduls dargestellt. Das Ausgangssignal des Impulsmoduls <i>y(t)<\/i> \u2013 eine Sequenz von Rechteckimpulsen, die mit einer konstanten Quantisierungsperiode erscheinen <i>\u0394t <\/i>(siehe unteren Teil von Abb. 1.14). Die Amplitude aller Impulse ist gleich. Die Dauer des Impulses <i>\u0394t<\/i> am Ausgang des Moduls ist proportional zur entsprechenden Gr\u00f6\u00dfe des kontinuierlichen Signals <i>x(t)<\/i> am Eingang des Impulsmoduls.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/e9375a87c49f84b4b20891b024160264.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.4.6 \u2014 Implementierung der Pulsbreitenmodulation<\/i><\/p>\n<p>Diese Methode der Impulsmodulation ist derzeit die am h\u00e4ufigsten verwendete in elektronischen Messger\u00e4ten von Steuerungs- und Schutzsystemen (SUS) von Kernkraftwerken (NPP) und automatisierten Systemen anderer technischer Systeme.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Abschlie\u00dfend zu diesem Abschnitt ist zu bemerken, dass, wenn die charakteristischen Zeitkonstanten in anderen Modulen des automatisierten Systems (SAS) <u>deutlich gr\u00f6\u00dfer sind<\/u> \u0394t (um Gr\u00f6\u00dfenordnungen), dann kann das Impulsmodul <u>als ein kontinuierliches automatisches Steuerungssystem betrachtet werden (bei Verwendung<\/u> sowohl von PWM als auch von PDM). <\/p>\n<p><\/p>\n<h3>1.4.3. Klassifikation nach Art der Steuerung<\/h3>\n<p><\/p>\n<p>Nach der Art der Steuerungsprozesse werden automatische Steuersysteme in folgende Typen unterteilt: <\/p>\n<ul>\n<li> deterministische AS, in denen das Eingangssignal eindeutig dem Ausgangssignal (und umgekehrt) zugeordnet werden kann;<\/li>\n<li> stochastische AS (statistische, probabilistische), in denen auf ein bestimmtes Eingangssignal das AS \"antwortet\" <u>mit einem zuf\u00e4lligen<\/u> (stochastischen) Ausgangssignal. <\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Das Ausgangssignal einer stochastischen Signalquelle ist gekennzeichnet durch: <\/p>\n<ul>\n<li>Verteilungsgesetz; <\/li>\n<li>Erwartungswert (Mittelwert); <\/li>\n<li>Varianz (Standardabweichung).<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nStochastische Eigenschaften des Steuerungsprozesses sind normalerweise in <u>deutlich nichtlinearen SAS<\/u> sowohl aus der Sicht der statischen Merkmale als auch in Bezug auf (auch in gr\u00f6\u00dferem Ma\u00dfe) die Nichtlinearit\u00e4t der dynamischen Mitglieder in den Dynamikgleichungen zu beobachten.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einf\u00fchrung in die Theorie der automatischen Regelung. Grundbegriffe der Regelungstheorie f\u00fcr technische Systeme\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/30bfdc2e2b7df726f11ebfb859c8f094.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<i>Abb. 1.4.7 \u2014 Verteilung der Ausgangsgr\u00f6\u00dfe eines stochastischen AS<\/i><\/p>\n<p>Neben den erw\u00e4hnten Hauptarten der Klassifizierung von Steuerungssystemen gibt es auch andere Klassifizierungen. Zum Beispiel kann die Klassifizierung nach dem Steuerungsverfahren erfolgen und auf der Wechselwirkung mit der Au\u00dfenwelt sowie der F\u00e4higkeit des automatischen Steuerungssystems zur Anpassung an \u00c4nderungen der Umgebungsparameter basieren. Die Systeme werden in zwei gro\u00dfe Klassen unterteilt:<\/p>\n<p><\/p>\n<p>1) Gew\u00f6hnliche (nicht selbstoptimierende) Steuerungssysteme ohne Anpassung; diese Systeme geh\u00f6ren zur Kategorie der einfachen Systeme, die ihre Struktur im Steuerungsprozess nicht ver\u00e4ndern. Sie sind am weitesten entwickelt und werden h\u00e4ufig eingesetzt. Gew\u00f6hnliche Steuerungssysteme lassen sich in drei Unterklassen unterteilen: offene, geschlossene und kombinierte Steuerungssysteme.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>2) Selbstoptimierende (adaptive) Steuerungssysteme. In diesen Systemen erfolgt bei Ver\u00e4nderungen der \u00e4u\u00dferen Bedingungen oder der Eigenschaften des Regelungsobjekts eine automatische (nicht im Voraus festgelegte) \u00c4nderung der Parameter des Steuersystems durch Anpassung der Koeffizienten des Steuerungssystems, der Struktur des Steuerungssystems oder sogar durch die Einf\u00fchrung neuer Elemente.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Ein weiteres Beispiel f\u00fcr die Klassifizierung: nach hierarchischen Merkmalen (ein Ebenen, zwei Ebenen, mehrere Ebenen). <\/p>\n<p class=\"for_users_only_msg\">Nur registrierte Benutzer k\u00f6nnen an der Umfrage teilnehmen. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/auth\/login\/\">Bitte einloggen<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<h2 class=\"default-block__polling-title\">Soll die Ver\u00f6ffentlichung der Vorlesungen \u00fcber Steuerungssysteme fortgesetzt werden?<\/h2>\n<ul class=\"poll-result\">\n<li class=\"poll-result__item\">\n<p>                <strong class=\"poll-result__data-percent  poll-result__data-percent_winner\">88,7%<\/strong>Ja118<\/p>\n<\/li>\n<li class=\"poll-result__item\">\n<p>                <strong class=\"poll-result__data-percent\">7,5%<\/strong>Nein10<\/p>\n<\/li>\n<li class=\"poll-result__item\">\n<p>                <strong class=\"poll-result__data-percent\">3,8%<\/strong>Wei\u00df nicht5<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>    Es haben 133 Benutzer abgestimmt. 10 Benutzer haben sich enthalten.<br \/>\n<br \/>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/503820\/\">habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u041f\u0443\u0431\u043b\u0438\u043a\u0443\u044e \u043f\u0435\u0440\u0432\u0443\u044e \u0433\u043b\u0430\u0432\u0443 \u043b\u0435\u043a\u0446\u0438\u0439 \u043f\u043e \u0442\u0435\u043e\u0440\u0438\u0438 \u0430\u0432\u0442\u043e\u043c\u0430\u0442\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u043e\u0433\u043e \u0443\u043f\u0440\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f, \u043f\u043e\u0441\u043b\u0435 \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0445 \u0432\u0430\u0448\u0430 \u0436\u0438\u0437\u043d\u044c \u0443\u0436\u0435 \u043d\u0438\u043a\u043e\u0433\u0434\u0430 \u043d\u0435 \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u043f\u0440\u0435\u0436\u043d\u0435\u0439. \u041b\u0435\u043a\u0446\u0438\u0438 \u043f\u043e \u043a\u0443\u0440\u0441\u0443 \u00ab\u0423\u043f\u0440\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0422\u0435\u0445\u043d\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u043c\u0438 \u0421\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u0430\u043c\u0438\u00bb, \u0447\u0438\u0442\u0430\u0435\u0442 \u041a\u043e\u0437\u043b\u043e\u0432 \u041e\u043b\u0435\u0433 \u0421\u0442\u0435\u043f\u0430\u043d\u043e\u0432\u0438\u0447 \u043d\u0430 \u043a\u0430\u0444\u0435\u0434\u0440\u0435 \u00ab\u042f\u0434\u0435\u0440\u043d\u044b\u0435 \u0440\u0435\u0430\u043a\u0442\u043e\u0440\u044b \u0438 \u044d\u043d\u0435\u0440\u0433\u0435\u0442\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0435 \u0443\u0441\u0442\u0430\u043d\u043e\u0432\u043a\u0438\u00bb, \u0444\u0430\u043a\u0443\u043b\u044c\u0442\u0435\u0442\u0430 \u00ab\u042d\u043d\u0435\u0440\u0433\u043e\u043c\u0430\u0448\u0438\u043d\u043e\u0441\u0442\u0440\u043e\u0435\u043d\u0438\u044f\u00bb \u041c\u0413\u0422\u0423 \u0438\u043c. \u041d.\u042d. \u0411\u0430\u0443\u043c\u0430\u043d\u0430. \u0417\u0430 \u0447\u0442\u043e \u0435\u043c\u0443 \u043e\u0433\u0440\u043e\u043c\u043d\u0430\u044f \u0431\u043b\u0430\u0433\u043e\u0434\u0430\u0440\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c. \u0414\u0430\u043d\u043d\u044b\u0435 \u043b\u0435\u043a\u0446\u0438\u0438 \u0442\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u0433\u043e\u0442\u043e\u0432\u044f\u0442\u0441\u044f \u043a \u043f\u0443\u0431\u043b\u0438\u043a\u0430\u0446\u0438\u0438 \u0432 \u0432\u0438\u0434\u0435 \u043a\u043d\u0438\u0433\u0438, \u0430 [&hellip;]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":83943,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[688],"tags":[],"class_list":["post-83942","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-administrirovanie"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t<!-- All in One SEO 5.0.1.1 - 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Grundbegriffe der Theorie der Steuerung technischer Systeme | ProHoster","description":"Ich ver\u00f6ffentliche das erste Kapitel der Vorlesungen \u00fcber die Theorie der automatischen Steuerung, nach denen Ihr Leben nie mehr dasselbe sein wird.","canonical_url":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/vvedenie-v-teoriyu-avtomaticheskogo-upravleniya-osnovnye-ponyatiya-teorii-upravleniya-tehnicheskim-sistemami","robots":"max-image-preview:large","keywords":"","webmasterTools":{"miscellaneous":""},"schema":null,"og:locale":"de_DE","og:site_name":"ProHoster | \u041a\u0443\u043f\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430\u0434\u0435\u0436\u043d\u044b\u0439 \u0445\u043e\u0441\u0442\u0438\u043d\u0433 \u0434\u043b\u044f \u0441\u0430\u0439\u0442\u043e\u0432 \u0441 \u0437\u0430\u0449\u0438\u0442\u043e\u0439 \u043e\u0442 DDoS, VPS VDS \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u044b","og:type":"article","og:title":"\ud83e\udd47\u0412\u0432\u0435\u0434\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0432 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