Steuern (Systemtheorie)

Steuern ist die Beeinflussung des Verhaltens eines Systems. Durch Steuerung wird ein System in einen anderen Zustand gebracht. Die Änderung des Systemverhaltens geschieht durch Information, Nachricht, Reiz oder Input.

Für die systemtheoretische Betrachtung von Steuerung ist ausschließlich der Informationsfluss von Bedeutung; bei der Bildung eines mathematischen Modells ist vom begleitenden Energie- und Stofffluss zu abstrahieren; vgl. Regelungstheorie.

Beispiele

An- oder Ausschalten einer Beleuchtung, wobei eine Wechselschaltung mit Hilfe von mehreren Schaltern eine komplexere Steuerung als die mit Hilfe nur eines Schalters ist.
Grenzwertschaltung: Beim Erreichen eines Schwellwertes erfolgt eine Schaltung, z. B. das Ausschalten an einem Wasserkocher, wenn die Kochtemperatur erreicht ist.
Programmsteuerung: Zustandsänderungen mehrerer Steuergrößen finden nacheinander nach einem Zeit- oder Wegplan statt, wobei die erfolgte Zustandsänderung einer Steuergröße Voraussetzung für die Änderung der nächsten Größe sein kann, z. B. in einer Waschmaschine nach Waschprogramm.
Lenkung: die beabsichtigte Beeinflussung der Fahrtrichtung von Fahrzeugen aller Art

Abgrenzung zur Regelung

Steuerung ist nicht Regelung, mit der sie oft verwechselt wird. Durch eine Steuerung allein kann nicht vermieden werden, dass im System eine zusätzliche Zustandsänderung durch Störung(en) eintritt. Regeln bedeutet grundsätzlich, Zustandsänderungen des Systems durch Störungen entgegenzuwirken.

Beispiele

Wassertemperatur: Die Beeinflussung der Wassertemperatur am Wasserhahn durch Änderung der Hahnstellungen allein ist eine Steuerung. Das Konstanthalten der Wassertemperatur durch Drehen an den Wasserhähnen auf Grund der festgestellten tatsächlichen Wassertemperatur, durch Vergleich von Soll- und Istwert (Soll-Ist-Vergleich), ist insgesamt eine Regelung. Die Störung ist im Wesentlichen die veränderliche Temperatur des zufließenden Warm- und Kaltwassers und Durchflussänderungen am Hahn durch indirekte Ausdehnung oder Zusammenziehung aufgrund wechselnder Temperatur. Eine selbständige Regelung findet bei automatischen Mischern statt, in denen ein Temperaturfühler und ein von diesem gesteuerter Mischhahn enthalten ist. An solchen Einrichtungen ist lediglich der Sollwert der Wassertemperatur einzustellen.
Fahrtrichtung: Die Lenkung von Fahrzeugen zur Beeinflussung der Fahrtrichtung ist eine Steuerung. Die Änderung der Fahrtrichtung durch Lenkung wird zu Regelung, indem der Regler nach Vergleich der Fahrtrichtung mit dem gewünschten Verlauf der Fahrt (z. B. auf der Straße, im Luftkorridor, im Kanal) permanent den Zustand der Systemgröße Lenkung beeinflusst. Das „Steuern“ eines Autos ist insgesamt eine Folgeregelung: die Autofahrt soll der Straße folgen; Störungen sind, dass sich der Verlauf der Straße dauernd ändert. Bei Fahrzeugen im Autopilotmodus geschieht Steuerung ohne menschliches Eingreifen.

Siehe auch