imported>Schwabe99: /* Literatur */

2024-12-19T19:41:09Z

Literatur

Neue Seite

[[Datei:Blockschaltbild des zustandsregelkreismodells.png|miniatur|200px|[[Blockschaltbild]] einer Zustandsregelung]]
Eine '''Zustandsregelung''' ist ein [[Regelkreis]], der die [[Regelgröße]] basierend auf der [[Zustandsraumdarstellung]] regelt. Dabei wird – anders als bei einer klassischen Regelung – nicht (nur) die Regelgröße [[Negative Rückkopplung|zurückgeführt]], sondern (auch) der interne Zustand der [[Regelstrecke]] (in Form von [[Zustandsgröße (Systemtheorie)|Zustandsgrößen]]). Daher wird das Verfahren auch '''Regelung durch Zustandsrückführung''' genannt.

Verbreitet werden mehrschleifige Zustandsregler eingesetzt. Dabei werden mehrere Zustandsgrößen zurückgeführt, die sich jeweils aus der [[Integralrechnung|Integration]] der vorherigen Zustandsgröße ergeben. Ein Beispiel hiefür ist die [[Lageregelung]] eines [[Hydraulikzylinder|Zylinder]]<nowiki/>antriebs, bei der nicht nur die Lage bzw. Position des Zylinder[[Kolben (Technik)|kolbens]] zurückgeführt wird, sondern auch die Geschwindigkeit und die Beschleunigung, aus denen sich die Lage durch (zweimalige) Integration ergibt.

Voraussetzung für den Einsatz eines Zustandsreglers ist die [[Steuerbarkeit]] des Systems. Eine beliebte Methode im Zusammenhang mit Zustandsreglern ist die [[Polvorgabe]].

== Anwendung ==
Zustandsregelungen kommen in Systemen zum Einsatz, für die eine Berechnung des Reglers im [[Frequenzraum]] nicht oder nur unter Schwierigkeiten anwendbar ist. Dies sind vor allem [[nichtlinear]]e (auch um [[Arbeitspunkt]]e nicht oder nur schwer [[Linearisierung|linearisierbare]]) sowie zeitvariante Systeme ebenso wie [[Mehrgrößensystem]]e. Zustandsregelungen werden vor allem dann eingesetzt, wenn schnelle Regelungen mit hoher [[Regelgüte]] gefordert sind.

== Ermittlung der Zustandsgrößen ==
[[Datei:Prinzipbild eines zustandsregelkreises mit beobachter.gif|miniatur|200px|Blockschaltbild einer Zustandsregelung mit Beobachter]]
Die [[Rückkopplung]], die zusammen mit der Regelstrecke den Regelkreis bildet, geschieht in der Zustandsregelung über eine Messeinrichtung und den eigentlichen Zustandsregler. Letzterer wird auch Rückführmatrix genannt. Deshalb handelt es sich bei einem Zustandsregler immer um einen [[Regler #P-Regler (P-Anteil)|Proportional-Regler]].

Weil die Messung von Zustandsgrößen sehr aufwendig (und damit teuer) oder gar technisch nicht umsetzbar ist, wird die Messeinrichtung in der Praxis oft durch einen [[Beobachter (Regelungstechnik)|Beobachter]] ersetzt, welcher der Regelstrecke zu folgen versucht. Der Beobachter besteht analog zur Regelstrecke aus einer Beobachter-Zustands-[[Differenzialgleichung]], einer Beobachter-Ausgangsgleichung und dem Beobachtungsvektor. Der Ausgang des Beobachters wird mit dem Ausgang der Regelstrecke verglichen, die Differenz wirkt über den Beobachtungsvektor auf die Beobachter-Zustands-DGL.

== Siehe auch ==
* [[Zustandsraumdarstellung #Regelung im Zustandsraum]]
* [[Regler #Zustandsregler]]
* [[Regelstrecke #Regelstrecke im Zustandsraum]]

== Literatur ==
* Holger Lutz, [[Wolfgang Wendt]]: ''Taschenbuch der Regelungstechnik mit MATLAB und Simulink'', 12. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, 2021, ISBN 978-3-8085-5870-6.

== Siehe auch ==
{{Portal|Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik}}

[[Kategorie:Regelungstheorie]]

Zustandsregelung - Versionsgeschichte

imported>Schwabe99: /* Literatur */