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2.1.3 Wir regeln das schon

Erstellt ab Sommer 2001

Wenn du die Lautstärke an deinem Radio einstellst, so sagen viele:

„Aha, der regelt sich die Lautstärke angenehm zurecht.“


Aber eine richtige Regelung ist das noch nicht, denn im Grunde genommen handelt es sich um einen Stellvorgang. Du stellst die Lautstärke ein und das Radio wird mit dieser Lautstärke weiterspielen, egal was passiert (einen Stromausfall einmal ausgenommen).

Trotzdem wird dieser Drehknopf oft als Lautstärkeregler bezeichnet, was ja eigentlich falsch ist. Da muss es also einen Unterschied zwischen "stellen" und "regeln" geben. Nun ja, wer sich für die Technik begeistert, der hat sicherlich schon von sogenannten Steuerungen oder aber Regelkreisen gehört oder gelesen.

  • Aber was ist das eigentlich?
  • Und wie funktioniert das?


Da beginnen wir am besten mit einer Steuerung, die ist erstmal einfacher zu verstehen. Bei einer Steuerung wird gemäß eines „Befehls“ ein oder mehrere Aktionen ausgeführt. Das einfachste Beispiel ist das Einschalten der Zimmerlampe:

  1. Schalter betätigen ---> Lampe geht an.
  2. Schalter nochmal betätigen ---> Lampe geht aus.


Die Befehle können auch noch komplizierter sein, wie etwa in der Digitaltechnik. So kann ein Schaltvorgang von mehreren Bedingungen abhängig gemacht werden:

  • Fenster zu UND Heizung an UND Vorhang zu UND Schalter betätigt ----> Lampe geht an.


Die „Form“ einer Steuerung ist also „strangförmig“, sie besitzt einen Anfang und ein Ende. In folgendem Bild soll das noch einmal verdeutlicht werden:

Die Bedingungen  1 bis 3 wirken sich also auf die Generierung des Schaltvorgangs aus.

Daraufhin wird ein Befehl erzeugt, der den Schalter an- oder ausschaltet. Der Schalter löst dann die Aktion aus. Erst wenn die Eingangsbedingungen nicht mehr erfüllt sind, wird der Schalter wieder ausgeschaltet.

Eine Regelung hingegen funktioniert etwas anders. Hier geht es darum, einen bestimmten Vorgabewert, den Sollwert einzuhalten. Dazu muss die Regelung aber natürlich wissen, wie der aktuelle Wert der zu regelnden Größe ist, man sagt Istwert dazu.

Um nun zu wissen, wie man regeln muss, etwa mehr Strom oder vielleicht weniger, benötigt man einen Vergleicher zwischen Sollwert und Istwert. Der Vergleich geschieht durch Abziehen des Istwertes vom Sollwert.
Man benötigt also einen Subtrahierer dazu. Wenn nun der erste Wert vom zweiten Wert abgezogen (subtrahiert) ist, erhält man den Unterschied der beiden Größen, der noch ausgeregelt werden muss, die so genannte Regeldifferenz.

Diese Regeldifferenz kann größer oder kleiner Null sein, je nachdem, ob der Istwert nach oben oder unten abweicht.
Um den Istwert erfassen zu können, benötigt man einen Fühler für die zu regelnde Größe, beispielsweise ein Messwiderstand zum Messen eines zu regelnden Stromes.

Das Messergebnis der Messung wird kontinuierlich auf den Vergleicher zurückgeführt, der wiederum ständig die Regeldifferenz ausrechnet.
Diese Regeldifferenz wird an einen Steller weitergeleitet, der dann beispielsweise den Strom erhöht oder erniedrigt, um dem Sollwert so nahe wie möglich zu kommen.
Bei vielen Regelungen bleibt aber hingegen immer noch eine Regeldifferenz übrig, das hängt vom Typ des verwendeten Reglers ab.

Allen Regelungen ist aber gemeinsam:

  • Regelungen sind kreisförmig, es werden stets ständig Daten zum Vergleicher zurückgeführt, ein Kreislauf also.


An folgender Grafik soll das noch einmal verdeutlicht werden:


Wir merken uns also:

  • Ein Steuerungsvorgang ist stets „strangförmig“ und ein Regelungsvorgang hingegen immer „kreisförmig“.


Im „richtigen Leben“ gibt es auch solche Regelungs-Kreisläufe. Jemand wünscht ein bestimmtes Verhalten, das kontinuierlich eingehalten werden soll. Dann muss er auch jemanden beauftragen, der dieses Verhalten kontrolliert und eine Rückmeldung gibt. Oft spricht man dann auch von einem „Feedback“.

Stellt der Auftraggeber eine Abweichung im Verhalten fest, so wird er „gegensteuern“, um das Verhalten wunschgemäß wieder in die „richtige Richtung“ zu bringen.
Geschieht das Feedback rechtzeitig und der Eingriff in das Verhalten der zu beobachtenden Person gefühlvoll und geschickt, so kann man ein sehr ausgewogenes Verhalten erzeugen.

Auch damals vor tausenden von Jahren kannte man diese Zusammenhänge schon, wie links das uralte Symbol (Ying-Yang) verdeutlicht. Es symbolisiert zwei Gegensätze oder aber auch zwei Weltsichten oder weiblich und männlich oder... oder... oder.

Und zwar tut es dieses so, dass keine "scharfen Übergänge" entstehen, sondern vielmehr so, dass  alles fließend ist.

Dazu stelle man sich nur mal  das Symbol ganz leicht drehend vor:


Wie wir sehen, verschwimmen die Gegensätze ineinander. Mal überwiegt das eine und mal das andere Gebiet. Keines aber wird vorherrschen.

Ying-Yang eben.

Wenn jemand also von sich behauptet: "Ich regele das schon", so sollte er nicht in eine Art Steuerung verfallen und stets auch das Feedback berücksichtigen, wenn ein ausgewogenes System entstehen soll. Anderenfalls bestünde die Gefahr, dass das System an seine Grenzen stößt oder sogar zusammenbricht. Eine ganz schlimme Variante einer Steuerung wäre die Diktatur.

 


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