Text A Grundlagen

2026年07月26日

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Text A Grundlagen

Bei der Vorgabe von Sollwerten für eine Maschine，die der Maschine ein bestimmtes Systemverhalten aufprägen sollen，gibt es verschiedene Konzepte，die Steuerung und die Regelung.

Abb.8-1 Wirkprinzipien von a)Steuerung und b)Regelung

Im Folgenden werden die zu betrachtenden Teilsysteme，wie in der Regelungstechniküblich，als Blöcke behandelt.In diese Blöcke werden die Eingangsgröβen hineingeführt und aus ihnen kommen Ausgangsgröβen heraus.Innerhalb des Blocks befindet sich ein mathematisches Modell，das dasÜbertragungsverhalten des Systems vom Ein-zum Ausgang beschreibt.Arbeiten mehrere solcher Blöcke(math.Modelle)zusammen，so sind sie durch Signale miteinander verbunden.Ein solches Schema aus Funktionsblöcken und den zugehörigen Signalaustausch bezeichnet man als Signalflussplan.Abb.8-1 zeigt den sehr einfachen Signalflussplan einer Steuerung und einer Regelung um diese begrifflich voneinander abzugrenzen.Beide Systeme verfolgen das gleiche Ziel，nämlich das dynamische Verhalten eines Systems nach bestimmten Vorgaben auf definierte Weise zu beeinflussen.Die Vorgehensweisen，um das jeweilige Ziel zu erreichen，sind jedoch bei einer Steuerung und einer Regelung grundsätzlich verschieden.

Wie man in Abb.8-1 a)sieht，besteht die Steuerung aus einer offenen Wirkkette(Steuerkette)des zu steuernden Systems und der Steuereinrichtung(Steuerung).Von links wird in die Steuerung ein Eingangssignal xe hineingegeben，woraus diese ein Stellsignal xs erzeugt，dass das zu steuernde System zu definierten dynamischen Veränderungen der Ausgangsgröβe xa veranlasst.Natürlich wird mit der Steuerung beabsichtigt，durch die Vorgabe am Eingang ein genau vorhersehbares Ausgangssignal zu erzeugen.Voraussetzung dafür，dass am Ausgang der Steuerkette tatsächlich dieses Ausgangssignal auftritt，ist，dass das Systemverhalten durch das mathematische Modell exakt beschrieben wird und dass keine unbekannten Einflüsse(Störungen)von auβen auf das System wirken.Enthält das mathematische Modell z.B.Parameter，die aufgrund von im Modell nicht erfassten Einflüssen schwanken können，oder wurden Störgröβen im Modell nicht erfasst，die aber wesentlichen Einfluss auf das System haben，so ist das Ausgangsverhalten der Steuerkette nicht vorhersehbar.

Bei rein binär arbeitenden Systemen und Steuereinrichtungen，die nur zwei deutlich unterschiedene stabile Zustände kennen，ist das Systemverhalten in der Regel exakt bekannt und eindeutig mathematisch beschreibbar.Bei solchen Systemen ist die reine Steuerung der Regelfall.Bei analogen Systemen，deren Ein-und Ausgangsgröβen innerhalb eines bestimmten Wertebereiches kontinuierlich veränderbar sind，ist diese Eindeutigkeit der Beschreibung und des Verhaltens häufig nicht gegeben，d.h.das Modell ist nur unzureichend bekannt und die Gröβe und Art der möglichen Störungen ist nicht vorhersehbar.Hier wird daher das Wirkungsprinzip der Regelung eingesetzt.Wie man in Abb.8-1 b)sieht，sind wesentliche Komponenten wie schon bei der Steuerung die Regeleinrichtung(Regler)und das zu regelnde System，das auch häufig als Regelstrecke bezeichnet wird.Das gewünschte dynamische Verhalten der Ausgangsgröβe x der Regelstrecke(Regelgröβe)wird durch die Eingangsgröβe w(Führungsgröβe，Sollwert)vorgegeben.Wirken jetzt auf die Strecke unvorhergesehene Störungen ein，so ist der gewünschte Zusammenhang zwischen Sollwert und Regelgröβe(Istwert)mit einer offenen Wirkkette，wie bei der Steuerung，nicht mehr einzuhalten.Hier greift nun die Reglung ein，indem der Istwert durch ein geeignetes Messverfahren bestimmt(gemessen)wird und das Ergebnis der Messung einer Vergleichsstelle mit dem Sollwert zugeführt wird(Soll-/Istwertvergleich).Der Vergleich erfolgt dadurch，dass vom Sollwert der Istwert abgezogen wird，was die sog.Regeldifferenz erzeugt.Im Idealfall，in dem die Regelgröβe nicht vom Sollwert abweicht，ist die Regeldifferenz gleich Null und das Gesamtsystem aus Regler und Strecke ist in einem stabilen Zustand.Tritt durchäuβere Störungen oder auch innere Schwankungen des Systems eine Abweichung der Regelgröβe vom Sollzustand auf，so nimmt die Regeldifferenz einen von Null abweichenden Wert an.Da die Regelabweichung dem Regler zugeführt wird，”merkt“dieser，dass eine Abweichung aufgetreten ist und reagiert darauf in der Weise，dass er seine Ausgangsgröβe，den Stellwert y，verändert.Dadurch wird die Regelgröβe mehr oder weniger schnell in den alten Zustand zurückgeführt.Dies alles geschieht automatisch ohne das Eingreifen einer Person.Das Prinzip der Rückführung der gemessenen Ausgangsgröβe an den Eingang zum Vergleich mit der Eingangsgröβe bezeichnet man auch als Rückkopplung.

Quelle：Einführung in die Mechatronik.S.242.

Ⅰ.Fragen zum Text

1.Erklären Sie die Wirkprinzipien von Steuerung und Regelung und die Differenz zwischen diesen beiden Prinzipien.

2.Erklären Sie die Bedeutung der Begriffe.

a.Regelstrecke

b.Regler

c.Regeldifferenz

d.Rückkopplung

Ⅱ.Grammatik zum Text

Lösen Sie die fett gedruckten Passagen in Relativsätze auf.

a.Natürlich wird mit der Steuerung beabsichtigt，durch die Vorgabe am Eingang ein genau vorhersehbares Ausgangssignal zu erzeugen.

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b.Bei rein binär arbeitenden Systemen und Steuereinrichtungen，die nur zwei deutlich unterschiedene stabile Zustände kennen，ist das Systemverhalten in der Regel exakt bekannt und eindeutig MatheMatisch beschreibbar.

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c.Wie man in Abb.8-1 a)sieht，besteht die Steuerung aus einer offenen Wirkkette des zu steuernden SysteMs und der Steuereinrichtung.

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d.Das Prinzip der Rückführung der geMessenen Ausgangsgröße an den Eingang zum Vergleich mit der Eingangsgröβe bezeichnet man auch als Rückkopplung.

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Ⅲ.Übersetzen Sie die folgenden Sätze ins Chinesische.

1.In diese Blöcke werden die Eingangsgröβen hineingeführt und aus ihnen kommen Ausgangsgröβen heraus.Innerhalb des Blocks befindet sich ein mathematisches Modell，das dasÜbertragungsverhalten des Systems vom Ein-zum Ausgang beschreibt.Arbeiten mehrere solcher Blöcke(math.Modelle)zusammen，so sind sie durch Signale miteinander verbunden.Ein solches Schema aus Funktionsblöcken und den zugehörigen Signalaustausch bezeichnet man als Signalflussplan.

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2.Enthält das mathematische Modell z.B.Parameter，die aufgrund von im Modell nicht erfassten Einflüssen schwanken können，oder wurden Störgröβen im Modell nicht erfasst，die aber wesentlichen Einfluss auf das System haben，so ist das Ausgangsverhalten der Steuerkette nicht vorhersehbar.

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3.Im Idealfall，in dem die Regelgröβe nicht vom Sollwert abweicht，ist die Regeldifferenz gleich Null und das Gesamtsystem aus Regler und Strecke ist in einem stabilen Zustand.Tritt durchäuβere Störungen oder auch innere Schwankungen des Systems eine Abweichung der Regelgröβe vom Sollzustand auf，so nimmt die Regeldifferenz einen von Null abweichenden Wert an.

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Ⅳ.Textwiedergabe

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