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Regelungstechnik

Übersicht der Umformungsregeln

In diesem Kurstext stellen wir Dir die bekannten Umformungsregeln (1-11) für einen Signalflussplan vor.

Merke

Beachte, dass die Strukturen für das Ein-Ausgangsverhalten äquivalent sind. Das bedeutet, die Gleichungen für die Beziehungen zwischen Ausgangs- und Eingangsgrößen sind identisch.

Die aufgeführten Umformungsregeln besitzen in erster Linie eine Gültigkeit für

  • Frequenzgangfunktionen F(jω),
  • harmonische Funktionen xe(jω),xa(jω)

Merke

Alle werden vereinfacht durch F,xe und xa abgebildet.

Weitere Fälle in denen die Regeln Anwendung finden sind

  • Übertragungsfunktionen mit G(s),xe(s),xa(s),,
  • Übertragungsfunktionen deren Übertragungsfaktoren der Elemente mit K,xe(t),xa(t) konstant sind.

Tabellarische Übersicht der Umformungsregeln für Wirkungspläne:

1. Regel: Zusammenfassung von parallel geschalteten Übertragungsblöcken

Methode

Gleichung: xa=(F1±F2)xe
Regel 1
Regel 1

 

2. Regel: Zusammenfassung von in Reihe geschalteten Übertragungsblöcken

Methode

Gleichung: xa=F1F2xe
Regel 2
Regel 2

 

3. Regel: Kreisstruktur mit indirekter Gegenkopplung

Methode

Gleichung: xa=F1(xeF2xa)
Regel 3
Regel 3

 

4. Regel: Kreisstruktur mit direkter Gegenkopplung

Methode

Gleichung: xa=F1(xexa)
Regel 4
Regel 4

 

5. Regel: Verlagerung von Summationsstelle und Übertragungsblock

Methode

Gleichung: xa=F1(xe1±xe2)
Regel 5
Regel 5

 

6. Regel: Verlagerung von Summationsstelle und Übertragungsblock

Methode

Gleichung: xa=F1xe1±xe2
Regel 6
Regel 6

 

7. Regel: Verlagerung von Verzweigungsstelle und Übertragungsblock

Methode

Gleichung: xa=F1xe
Regel 7
Regel 7

 

8. Regel: Verlagerung von Verzweigungsstelle und Übertragungsblock

Methode

Gleichung: xa1=F1xe
Gleichung: xa2=xe
Regel 8
Regel 8

 

9. Regel: Verlagerung von Summationsstellen

Methode

Gleichung: xa=xe1±xe2±xe3
Regel 9
Regel 9

 

10. Regel: Zusammenfassung von Summationsstellen

Methode

Gleichung: xa=xe1±xe2±xe3
Regel 10
Regel 10

 

11. Regel: Verlagerung von Summations- und Verzweigungsstellen

Methode

Gleichung: xa=xe1±xe2
Regel 11
Regel 11

 

Merke

Diese elf Regeln zur Umformung von Wirkung- und Signalflussplänen werden in der Regelungstechnik häufig angewandt.

Hinweis

In den kommenden beiden Kurstexten werden wir Dir anhand zweier Anwendungsbeispiele den Ablauf zur Vereinfachung von Signalflussplänen aufzeigen.
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