Störgröße

Störgröße bezeichnet in Technik und Physik eine äußere Einflussgröße, die das Verhalten eines Systems oder die Messung einer Größe stört. Es handelt sich um einen Eingangs- oder Einflussfaktor, der nicht vom Systembediener kontrolliert wird und der Dynamics, Ausgangssignale oder beides beeinflussen kann. Im Gegensatz zur absichtlich eingesetzten Stellgröße ist eine Störgröße gewöhnlich unerwünscht und schwer vorherzusagen.

Störgrößen können deterministisch oder zufällig, konstant oder zeitlich veränderlich sein. In mathematischen Modellen werden sie oft als zusätzlicher Eingang w(t) in die Zustands- oder Ausgangsgleichungen eingeführt, z. B. x'(t) = f(x(t), u(t), w(t)), y(t) = h(x(t), u(t), w(t)). Sie können additiv auftreten, z. B. als Störterm in der Dynamik, oder multiplikativ wirken, indem Parameter des Systems variieren.

Typische Beispiele umfassen äußere Kräfte auf mechanische Systeme, Temperaturschwankungen in einem Prozess, Versorgungsspannungsschwankungen in einer Schaltung, Windböen auf ein Fahrzeug oder eine Struktur sowie Messstörungen wie Sensorbias oder Rauschen.

In der Regelungstechnik und Signalverarbeitung spielt der Begriff Störgröße eine zentrale Rolle bei der Robustheitsanalyse und der Störunterdrückung. Techniken zur Minderung umfassen Feedbackregelung, Vorsteuerung, Beobachter und Schätzverfahren, Filterung sowie robuste oder adaptive Regelung.

Es ist sinnvoll, zwischen Störgrößen und Messfehlern bzw. Messrauschen zu unterscheiden: Störgrößen stammen aus der Umwelt oder dem System, während Messfehler Rauschkomponenten des Sensoriksignals darstellen.