Führungsgröße

Führungsgröße bezeichnet in der Regel die Eingangsgröße eines dynamischen Systems, die das gewünschte Verhalten festlegt. In der Regel wird sie als r(t) oder w(t) notiert und dient als Referenzsignal für den Regelkreis. Im Gegensatz zur Stellgröße u(t), die tatsächlich an die Anlage angelegt wird, ist die Führungsgröße das Ziel oder der Befehl, den das System erreichen soll. Das tatsächliche Ausgangssignal y(t) wird gegen die Führungsgröße abgebildet; der dabei entstehende Fehler e(t) = r(t) − y(t) wird vom Regler genutzt, um die Stellgröße u(t) zu bestimmen.

In kontinuierlichen und diskreten Systemen kann die Führungsgröße zeitlich variieren und unterschiedliche Formen annehmen, etwa eine Konstante, eine Sprung-, eine Rampen- oder eine Sinusfunktion oder eine komplexe Referenztrajektorie. In der Praxis kommt die Führungsgröße oft aus dem Sollwert, also dem gewünschten Ausgang, und dient gleichzeitig als Eingabe für Vorsteuerung bzw. Feedforward.

Beispiele: In einem Temperaturregler ist r(t) die gewünschte Temperatur; in der Geschwindigkeitsregelung eines Motors die gewünschte Drehzahl. Der Begriff Führungsgröße wird in der Regel in der Regelungstechnik als Eingangsreferenz verwendet; der Begriff Sollwert wird meist synonym genutzt, kann jedoch je nach Kontext als der Zielwert des Ausgangs oder als abgeleitetes Signal verstanden werden.

Zusammengefasst ist die Führungsgröße das Referenzsignal, das die Regelung anstrebt, während die Stellgröße das reale, dem System zugeordnete Signal ist, das vom Regler erzeugt wird, um das System dem Referenzverlauf zuzuführen.