Rückkopplungssteuerungen sind in modernen automatisierten Systemen weit verbreitet. Ein rückgekoppeltes Steuersystem besteht aus fünf Grundkomponenten: (1) Eingang, (2) zu steuernder Prozess, (3) Ausgang, (4) Messfühler und (5) Regler und Stellglieder. Diese fünf Komponenten sind in Abbildung 1 dargestellt. Zur Beschreibung eines solchen Systems wird häufig der Begriff „Regelung“ verwendet.
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Der Eingang zum System ist der Referenzwert oder Sollwert für den Systemausgang. Dieser stellt den gewünschten Betriebswert des Ausgangs dar. In Anlehnung an das vorangegangene Beispiel der Heizungsanlage ist der Eingang die gewünschte Temperatureinstellung für einen Raum. Der zu regelnde Prozess ist die Heizung (z. B. der Ofen). In anderen Rückkopplungssystemen kann der Prozess ein Fertigungsvorgang, die Raketentriebwerke eines Space Shuttle, der Automotor im Tempomat oder ein beliebiger anderer Prozess sein, dem Energie zugeführt wird. Der Ausgang ist die Variable des Prozesses, die gemessen und mit dem Eingang verglichen wird; im obigen Beispiel ist es die Raumtemperatur.
Die Fühlerelemente sind die Messgeräte, die in der Rückkopplungsschleife verwendet werden, um den Wert der Ausgangsvariablen zu überwachen. Im Beispiel der Heizungsanlage wird diese Funktion normalerweise durch einen Bimetallstreifen erfüllt. Dieses Gerät besteht aus zwei Metallstreifen, die in ihrer Länge miteinander verbunden sind. Die beiden Metalle haben unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten, so dass sich das Band bei einer Temperaturerhöhung in direktem Verhältnis zur Temperaturänderung verbiegt. Der Bimetallstreifen ist somit in der Lage, die Temperatur zu messen. Es gibt viele verschiedene Arten von Sensoren, die in Rückkopplungssystemen für die Automatisierung verwendet werden.
Der Zweck des Reglers und der Stellglieder im Rückkopplungssystem ist es, den gemessenen Ausgangswert mit dem Soll-Eingangswert zu vergleichen und die Differenz zwischen ihnen zu verringern. Im Allgemeinen sind der Regler und das Stellglied des Systems die Mechanismen, durch die Änderungen im Prozess erreicht werden, um die Ausgangsgröße zu beeinflussen. Diese Mechanismen werden in der Regel speziell für das System entwickelt und bestehen aus Geräten wie Motoren, Ventilen, Magnetschaltern, Kolbenzylindern, Getrieben, Kraftschrauben, Riemenscheiben, Kettenantrieben und anderen mechanischen und elektrischen Komponenten. Der Schalter, der mit dem Bimetall des Thermostats verbunden ist, ist der Regler und das Stellglied für die Heizungsanlage. Wenn der Ausgang (Raumtemperatur) unter dem Sollwert liegt, schaltet der Schalter die Heizung ein. Wenn die Temperatur den Sollwert überschreitet, wird die Heizung ausgeschaltet.