Gütekriterien einer Regelung am Beispiel einer
Temperaturregelung

von: Dirk Landsiedel

1 Bedingungen des Unterrichtes  3

1.1 Lerngruppe  3
1.2 Einordnung des Unterrichts in den laufenden Unterricht  3

2 Darstellung des Unterrichtsthemas  4

3 Didaktische Überlegungen 5

4 Methodische Überlegungen 5

5 Ziele der Unterrichtsstunde  6

6 Verlaufsplan 7

7 Literaturverzeichnis  8

8 Anhang  9

1 Bedingungen des Unterrichtes

1.1 Lerngruppe

Der geplante Unterricht findet in der Klasse 13 ELAB statt. Dabei handelt es sich um 13 Auszubildende zum Elektroinstallateur im 4. Ausbildungsjahr. Alle Schüler stammen aus kleineren bis mittleren Handwerksbetrieben der näheren Umgebung. In der Klasse herrscht eine gut Lernatmosphäre, die Schüler sind aufmerksam, arbeiten gut mit und sind sehr lernwillig. Ein Auszubildender ist mir privat bekannt, aus diesem Grund „duzt“ mich der Schüler. Da ich in dieser Klasse erst vier Doppelstunden unterrichtet habe, sind mir keine besonderen Auffälligkeiten bezüglich einzelner Schüler aufgefallen.

1.2 Einordnung des Unterrichts in den laufenden Unterricht

Der Unterricht ist im Bereich Regelungs- und Steuerungstechnik angesiedelt. Die Schüler haben in den vorrangegangenen Stunden die Grundbegriffe der Regelungs- und Steuerungstechnik an Beispiele n erarbeitet. Weiterhin wurde der Unterschied zwischen Regeln und Steuern bearbeitet.

1. Unterrichtsentwurf, Berufsfeld Elektrotechnik

Der hier geplant Unterricht beschäftigt sich mit dem Eingriff des Reglers in einen regelungstechnischen Prozess und den daraus entstehenden Folgen. Dabei stehen die Gütekriterien (An-, Ausregelzeit und maximale Überschwingweite) im Mittelpunkt der Unterrichtsstunde.

2 Darstellung des Unterrichtsthemas

Der Regler hat grundsätzlich die Aufgabe die Regelgröße mit der Führungsgröße zu vergleichen. Aus diesem Vergleich bildet er die Stellgröße, dabei ist dieser Ablauf so zu optimieren, dass die dynamischen Eigenschaften des zu regelnden Prozesses gut ausgeglichen werden. Das heißt, der Istwert sollte den Sollwert möglichst schnelle erreichen und dann möglichst wenig um ihn schwingen. Der Eingriff des Reglers in den Regelkreis wird durch folgende Größen charakterisiert:

· Überschwingweite m x ,
· die Anregelzeit an t , die vergeht bis der Istwert erstmalig in des Toleranzband des Sollwertes eintritt,
· die Ausregelzeit aus t , die vergeht bis der Istwert letztmalig in das Toleranzband des Sollwertes eintritt.
· sowie eine vereinbarte Toleranzgrenze +/- bezogen auf die Führungsgröße.1

Um eine optimale Regelgüte zu erreichen sollte m x , an t und aus t möglichst klein sein.

1. Unterrichtsentwurf, Berufsfeld Elektrotechnik

3 Didaktische Überlegungen

[...]

1 Vgl.: Regelungstechnik, Ein Leitfaden für Einsteiger, Frank Blasinger, 4. überarbeitete Auflage, April 1999