Definition und Bedeutung:
Die Regelabweichung (engl. Error oder Deviation) ist in der Regelungstechnik die Differenz zwischen dem Sollwert (Führungsgröße) ($w$) einer physikalischen Größe und ihrem gemessenen Istwert (Regelgröße) ($x$). Sie ist die primäre Eingangsgröße für den Regler in einem Regelkreis.
$$ text{Regelabweichung (e)} = text{Sollwert (w)} – text{Istwert (x)} $$
Das Hauptziel jedes Regelkreises ist es, die Regelabweichung zu minimieren oder auf Null zu bringen, sodass der Istwert dem Sollwert folgt und der Prozess stabil gehalten wird.
Relevanz im Regelkreis:
- Erfassung: Ein Sensor misst die Regelgröße (Istwert).
- Vergleich: Der Istwert wird mit dem Sollwert verglichen, um die Regelabweichung zu ermitteln.
- Regler-Eingang: Die Regelabweichung wird dem Regler zugeführt.
- Stellgrößenberechnung: Der Regler (z.B. ein PID-Regler) berechnet basierend auf der Größe und dem Verlauf der Regelabweichung eine Stellgröße.
- Prozessbeeinflussung: Die Stellgröße wirkt auf die Regelstrecke ein, um den Istwert wieder an den Sollwert anzupassen und somit die Regelabweichung zu reduzieren.
Einflussfaktoren und Arten der Abweichung:
- Störgrößen: Externe Einflüsse (z.B. Temperaturänderungen, Lastwechsel), die eine Regelabweichung verursachen.
- Systematischer Fehler (Offset): Eine bleibende Regelabweichung, die durch einen P-Regler allein nicht vollständig eliminiert werden kann. (Der I-Anteil im PID-Regler eliminiert diesen Offset).
- Dynamische Abweichung: Abweichungen, die während des Einschwingvorgangs auftreten.
Bedeutung in der Automatisierung:
Die Regelabweichung ist die zentrale Größe für die Funktion eines jeden Regelkreises:
- Regelgüte: Ein Maß für die Qualität der Regelung ist, wie schnell und präzise die Regelabweichung minimiert wird.
- Prozessstabilität: Eine große oder anhaltende Regelabweichung deutet auf einen instabilen oder schlecht geregelten Prozess hin.
- Fehlerdiagnose: Das Verhalten der Regelabweichung bei Störungen gibt Aufschluss über die Dynamik der Regelstrecke und die Parametrierung des Reglers.
→ Siehe auch: Führungsgröße, Regelkreis, PID-Regler, Regelgröße, Stellgröße, Regelstrecke, Stationäre Genauigkeit
