1.5 Methoden und Instrumente der Kybernetik |
1.5.4 Simulation |
Kyb 1541 [2/3] |
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b) Nachbildung von Störgrößen |
Prozesse in der Realität unterliegen vielfältigen
Einflüssen, darunter den Wirkungen von Störgrößen. Das
Besondere im Herangehen der Kybernetik an die Lösung von
Steuerungsaufgaben besteht darin, dass derartige
Störeinflüsse - auch bei Modelldarstellungen - nicht
negiert, sondern explizit in die Untersuchung und
Gestaltung von Steuersystemen mit einbezogen werden.
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Unter Störungen (im Sinne der
Kybernetik) sind - wie bereits an anderer Stelle
ausgeführt - jene Einflussgrößen zu verstehen,
die in Bezug auf
- Ort,
- Zeitpunkt des Auftretens
und
- Dauer der Wirkung
nicht vorbestimmbar (=
zufällig) sind und die das Funktionieren und das
Verhalten eines Systems in einer Weise
beeinflussen, dass es zu Abweichungen zwischen den
Ist-Werten der zu steuernden Größen im Vergleich zu den zugehörigen
Soll-Werten kommt.
Aufgabe der Steuerung
von
Systemen ist es, wie im Abschnitt 3
"Steuerung" dargestellt, dieses Wirken von Störungen zu
verhindern, zu mildern bzw. durch Gegenmaßnahmen
zu sichern, dass die eingetretenen Abweichungen
wieder kompensiert werden (siehe Bild 1.40). |
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Bild 1.40:
Prozess, Störungen, Steuerungen |
Anliegen und Ziel der Einbeziehung der Wirkung von
Störgrößen in ein Simulationsmodell ist es, zu überprüfen,
ob und inwieweit das Steuerorgan mit seiner "Performance"
in der Lage ist, den zu steuernden Prozess auch bei
Störeinwirkungen funktionsfähig und stabil zu halten. Um das zu klären, bedarf es einer ausreichend gesicherten
Hypothese zum Typ der Wahrscheinlichkeitsverteilung
der Störgrößen als Zufallsgrößen. In vielen Fällen
genügt es, vom Typ der GAUSSschen Normalverteilung
auszugehen und die Werte für Störungen unter Nutzung von
normalverteilten Zufallszahlen Z zu
erzeugen: Es sei st der Wert einer Störgröße
S im Intervall t,
μ der angenommene Mittelwert dieser
Störgröße, σ die erwartete Streuung
der Störgröße um den Mittelwert sowie zt
eine normalverteilte Zufallszahl für das
Intervall t. Dan kann über folgende Berechnungsformel
eine Folge von Werten für die Störgröße S
ermittelt und in die Simulation einbezogen werden:
Dieser Ansatz wird in den Fallbeispielen
(unter MS Excel) in dieser Web-Präsenz
angewendet. |
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