Regelcharakteristik

Regelcharakteristik bezeichnet in der Regelungstechnik die Beziehung zwischen der Stellgröße eines Reglers (zum Beispiel das Steuersignal, das eine Heizung, Pumpe oder Ventil antreibt) und der Regelgröße (die zu regulierende Größe wie Temperatur, Druck oder Füllstand) in einem Regelkreis. Sie beschreibt das Verhalten eines Systems im Zeitverlauf sowie im stationären Zustand und ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Regler, Strecke und äußeren Störungen.

Man unterscheidet zwischen statischer (Kennlinie) und dynamischer Regelcharakteristik. Die statische Kennlinie zeigt, welche Gleichgewichtsgröße bei einer bestimmten Stellgröße erreicht wird, während die dynamische Charakteristik den zeitlichen Verlauf nach Signaländerungen beschreibt, zum Beispiel die Sprungantwort oder die Übertragungsfunktion eines offenen oder geschlossenen Regelpfads. Mathematisch lässt sich die Regelcharakteristik durch Differentialgleichungen oder Transferfunktionen darstellen.

Die Regelcharakteristik dient der Analyse, Auslegung und Optimierung von Regelungen. Sie liefert Kenngrößen wie Verstärkung, Stabilität, Verzögerung und Dämpfung und ist damit zentral für das Tuning von Reglern (P-, PI-, PID-Regler) sowie für die Beurteilung von Störresistenz und Robustheit. Graphisch wird sie oft als Kennlinie oder als Übertragungsdiagramm dargestellt; mathematisch erfolgt sie über Modelle der Strecke, des Reglers und ihrer Wechselwirkung.

Ein praktisches Beispiel ist eine Temperaturregelung, bei der das Stellsignal die Heizung ansteuert. Die statische Regelcharakteristik beschreibt die direkte Beziehung zwischen Heizsignal und Endtemperatur, während die dynamische Charakteristik Aufschluss über Aufheiz- und Abkühlverhalten sowie Zeitkonstanten gibt. Nichtlineare Effekte oder Deadbands können die Charakteristik erheblich verändern.