Regelkreis

Beschreibung / Inhalt
In dem Auszug handelt es sich um einen Anhang C, der den Regelkreis erklärt, um die Funktionsweise des PLL besser zu verstehen. Zunächst werden Steuerung und Regelung definiert und erklärt, dass meist Störungen auftreten, die nicht bekannt sind und deren Verläufe nicht vorhersehbar sind. Daraufhin wird erklärt, was eine Regelgröße ist und wie Störgrößen beeinflussen können. Im Rückkopplungszweig wird die Regelgröße erfasst, um sie auf den gewünschten zeitlichen Verlauf zu bringen. Die Regelgröße wird oft in eine andere physikalische Größe umgewandelt, um sie besser verarbeiten zu können. Daraufhin wird anhand eines Beispiels einer Temperaturregelung gezeigt, wie die Regelgröße in eine elektrische Größe umgewandelt werden kann.

Im Anschluss wird die Regelungsgleichung für lineare Systeme vorgestellt und es werden Grafiken für das Führungs- und Störverhalten gezeigt. Hierbei wird erklärt, dass das Führungsverhalten umso besser ist, je größer die Schleifenverstärkung ARAS ist und dass das Störverhalten umso besser wird, je größer die Verstärkung des Reglers AR ist. Allerdings darf die Schleifenverstärkung nicht beliebig groß sein, da sonst Phasenverschiebungen im Regelkreis auftreten und es zu Schwingungen und Instabilität kommen kann. Ziel des Regelkreises ist es, trotz dieser Einschränkung eine möglichst kleine Regeldifferenz und gutes Einschwingverhalten zu erzielen.

Als besondere Anwendung eines Regelkreises wird am Ende die PLL (Phase-Locked Loop) näher erläutert.
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Auszug aus Referat
Anhang C: Regelkreis Um die Funktionsweise des PLL besser zu verstehen muß zuerst der überbegriff des Regelkreises näher erörtert werden. Grundsätzlich muß man zwischen Steuerung und Regelung unterscheiden: Bei der Steuerung ist der Ausgangsgröße nur eine Eingangsgröße zugeordnet. Ist das System vollständig bekannt und treten keine unkontrollierbaren Störungen auf, so kann der zeitliche Verlauf der Eingangsgröße so vorgegeben werden, daß das gewünschte Ausgangssignal auftritt. Da aber meist Störungen auftreten, die im Einzelnen nicht bekannt sind und deren Verläufe nicht vorhersehbar sind, ist es erforderlich, die Ausgangsgröße zu beobachten. Aus dieser so gewonnenen Information, kann nun die Eingangsgröße in geeigneter Weise verändert werden. Man spricht dann von einer Regelung, oder einem Regelkreis. Meist soll eine zeitlich veränderliche Größe beeinflußt werden. Die zu beeinflussende Größe wird als Regelgröße x bezeichnet, das System als Regelstrecke oder kurz Strecke. Die Ausgangsgröße der Strecke ist die Regelgröße. Durch Störungen, die auf die Regelstrecke eingreifen, wird die Regelgröße beeinflußt. Die Störgröße wird mit z bezeichnet. Im Rückkopplungszweig h wird die Regelgröße erfaßt, um sie auf den gewünschten zeitlichen Verlauf zu bringen. Oft wird die Regelgröße in eine andere physikalische Größe umgewandelt, um sie besser verarbeiten zu können. Die so erfaßte Regelgröße xR ist der Regelgröße im stationären Zustand proportional. xR wird nun mit der Führungsgröße ...
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