Transiente und stationäre Reaktion

In Steuerungssystemen, die sich mit allmählichen Veränderungen befassen, ist eine Rampenfunktion ein effektives Prüfsignal.

Wenn ein System mit plötzlichen Störungen konfrontiert ist, dient eine Stufenfunktion als gutes Testsignal. Für Systeme, die Schockeingängen ausgesetzt sind, ist eine Impulsfunktion am besten geeignet.

Testsignale helfen bei der Entwicklung von Steuerungssystemen, die zwei Hauptmerkmale aufweisen. Das Einschwingverhalten stellt das Verhalten des Systems beim Übergang vom Anfangszustand in den Endzustand dar, während das stationäre Verhalten das Verhalten des Systems nach Abklingen der Einschwingphase beschreibt.

Die absolute Stabilität bestimmt, ob ein System stabil oder instabil ist. Das Gleichgewicht wird in einem System ohne Störungen oder Eingaben aufrechterhalten.

Ein lineares zeitinvariantes Regelungssystem ist stabil, wenn es nach einer Anfangsbedingung wieder ins Gleichgewicht zurückkehrt. Sie ist kritisch stabil, wenn die Ausgangsschwingungen unbegrenzt anhalten, und instabil, wenn die Leistung endlos vom Gleichgewicht abweicht.

Aufgrund der Energiespeicherung in physikalischen Steuerungssystemen kann der Ausgang dem Eingang nicht sofort folgen, was zu einem Einschwingverhalten führt, bevor es in einen stationären Zustand eintritt.

Wenn die stationäre Ausgabe nicht mit der Eingabe übereinstimmt, weist das System einen stationären Fehler auf, der die Genauigkeit des Systems angibt.