Steuern (Systemtheorie)

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Steuern ist die beabsichtigte Beeinflussung (durch Information, Nachricht, Reiz, Input) des Verhaltens eines Systems.

Durch den Steuervorgang wird das System von einem in einen anderen (ausgewählten) Zustand gebracht. Für die systemtheoretische Betrachtung ist ausschließlich der Informationsfluss von Bedeutung. Von begleitendem Energie- und Stofffluss ist bei der Bildung eines mathematischen Modells zu abstrahieren.

Beispiele:

  • An- oder Ausschalten einer Beleuchtung, wobei eine Wechselschaltung mit Hilfe von mehreren Schaltern eine komplexere Steuerung als die mit Hilfe nur eines Schalters ist.
  • Grenzwertschaltung: Beim Erreichen eines Schwellwertes erfolgt eine Schaltung, z.B. das Ausschalten an einem Wasserkocher, wenn die Kochtemperatur erreicht ist.
  • Programmsteuerung: Zustandsänderungen mehrerer Steuergrößen finden nacheinander nach einem Zeit- oder Wegplan statt, wobei die erfolgte Zustandsänderung einer Steuergröße Voraussetzung für die Änderung der nächsten Größe sein kann, z.B. in einer Waschmaschine nach Waschprogramm.

Steuerung ist nicht Regelung, mit der sie oft verwechselt wird. Durch eine Steuerung allein kann nicht vermieden werden, dass eine zusätzliche Zustandsänderung durch Störungen im System eintritt. Regeln bedeutet grundsätzlich, Zustandsänderungen durch oft unbekannte Störungen entgegenzuwirken und ist oft einziger Zweck der Beeinflussung.

Das Konstanthalten der Wassertemperatur beim Duschen durch Drehen an den Wasserhähnen auf Grund der festgestellten tatsächlichen Temperatur ist insgesamt eine Regelung. Die Beeinflussung der Temperatur durch Änderung der Hahnstellungen allein ist eine Steuerung, die aber vom Mensch (Regler) durch Vergleich von Soll- und Istwert der Temperatur zur Regelung wird. Die Störung ist im Wesentlichen die Temperatur des zufließenden Warmwassers. Eine selbständige Regelung findet bei automatischen Mischern, in denen ein Temperaturfühler und ein von diesem gesteuerter Mischhahn enthalten ist, statt. An solchen Einrichtungen ist lediglich der Sollwert der Wassertemperatur einzustellen.

Das “Steuern” eines Autos ist insgesamt auch eine Regelung (Folgeregelung: die Autofahrt soll der Straße folgen). Störungen sind, dass sich der Verlauf der Straße dauernd und beliebig ändert. Die Steuerung (Richtungsänderung der Autofahrt durch Drehen am Lenkrad) wird zu Regelung, indem der Fahrer (Regler) nach Vergleich der Fahrtrichtung mit dem Straßenverlauf permanent den Zustand der Systemgröße Lenkstellung der Autoräder beeinflusst.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]