Einfache nichtlineare Regelungen

Zusammenfassung

In Abschnitt 2.4.2 hatten wir uns bereits mit Voraussetzungen und Möglichkeiten einer Linearisierung nichtlinearer Übertragungsglieder um einen festen Betriebspunkt beschäftigt. In diesem Kapitel wollen wir uns nun gerade Regelkreisen zuwenden, deren nichtlineare Eigenschaften entscheidend das Kreisverhalten bestimmen, bei denen also eine Linearisierung wenig sinnvoll wäre. Wie kommen solche wesentlichen nichtlinearen Effekte zustande?

• Zum einen führen wir sie mit dem Einsatz sogenannter Zwei- oder Mehrpunkt-Schaltregler in Regelkreisen ein. Solche technisch einfachen, preiswerten und zuverlässigen Regler sind z.B. im Bereich der Haus- und Automobiltechnik weit verbreitet.

• Ferner kommt es vor, daß lineare Regler durch bestimmte Zusatzfunktionen, wie z.B. durch eine automatische Stellgrößenbegrenzung oder durch Parameteradaption, zu nichtlinearen Reglern erweitert werden.

• Schließlich zeigen auch auf den ersten Blick lineare Regelungen in extremen Betriebszuständen nichtlineares Verhalten. So kann es unter dem Einfluß hoher Störgrößenamplituden passieren, daß das Stellglied eine Begrenzung erreicht und der Regelkreis in einen nichtlinearen Betriebszustand gerät. Aber auch bei sehr kleinen Signal-amplituden können nichtlineare Effekte hervortreten, nämlich dann, wenn etwa eine Reglervergleichsstelle im Nullpunkt eine unstetige Charakteristik aufweist.