Regelblöcke

Regelblöcke sind modulare Bausteine in Blockdiagrammen, die verwendet werden, um dynamische oder signalverarbeitende Funktionen in Regelungssystemen zu modellieren. Jeder Block hat Eingangs- und Ausgangssignale; die Beziehung zwischen Eingang und Ausgang wird durch eine mathematische Funktion beschrieben, zum Beispiel eine Verstärkung, ein Integrator, ein Differentiator, eine Transferfunktion oder eine Nichtlinearität. Durch das Zusammenschalten mehrerer Blöcke entstehen Blockdiagramme, die ein gesamtes Regelungssystem abbilden, einschließlich Regelstrecke (Plant), Regler, Sensoren, Aktuatoren und Störungen.

Zu den gängigen Blocktypen gehören Verstärkungsblöcke, Integratoren (1/s), Differentiatoren (s), Addiererblöcke, Verzögerungen, Sättigungs- und Totzone-Blöcke sowie weitere Nichtlinearitäten. Blöcke werden durch Signale verbunden; die Anordnung visualisiert kausale Zusammenhänge und Rückkopplungswege. Negative Rückkopplung tritt häufig auf, es sind aber auch Vorwärtsregelungen (Feedforward) und Kaskadenkonfigurationen üblich. Das Blockdiagramm lässt sich mathematisch mit Übertragungsfunktionen, Zustandsraumdarstellungen oder Mason’s Regel analysieren.

Regelblöcke finden Anwendung in Design, Analyse, Simulation und Inbetriebnahme automatisierter Systeme in Bereichen wie Prozesssteuerung, Fahrzeugtechnik, Robotik und Energieautomation. Sie unterstützen ein modulares Vorgehen, erleichtern Tests und Anpassungen einzelner Blöcke und helfen, Auswirkungen von Änderungen am System zu verstehen.

In der Praxis wird das Diagramm oft durch zusätzliche Spezifikationen zu Dynamik, Parametern und Betriebszuständen ergänzt. Der Begriff ist in der deutschen Ingenieursliteratur gängig und entspricht dem Konzept des Blockdiagramms oder des Regelblocks in englischsprachigen Texten.