Bedingungen zur Stabilität in Systemen

Wenn man versucht, der Herkunft und Entwicklung physikalisch technischer Begriffe nachzugehen, dann stellt man fest, dass Fragen zur Stabilität mit zu den ältesten zählen und wie so viele andere aus den unterschiedlichsten Bereichen stammen. Die frühesten Quellen beziehen sich auf statische Stabilität im Sinne von Unzerstörbarkeit oder Festigkeit von Gegenständen und Bauwerken.

Eine wesentliche Erweiterung entstand mit den Arbeiten von Aristoteles und Archimedes zur Stabilität von Bewegungen und Gleichgewichtslagen. In einer späteren Entwicklungsstufe untersuchte man Zusammenhänge mit der Bewegung von Himmelskörpern, insbesondere Fragen zur Stabilität der Planetenbewegung.

Aus der Vielfalt der Begriffsverfeinerungen sollen hier drei Linien hervorgehoben werden, die für regelungstechnische Probleme von besonderer Bedeutung sind und wesentliche Querverbindungen zu anderen Wissensgebieten erlauben.

In diesem Sinne bezieht sich der Stabilitätsbegriff auf:

Ruhelagen von Systemen
Einschwingvorgänge und allgemeine Dynamik
Dauerschwingungen

Innerhalb von Systemen lassen sich Bedingungen oft nur schwer ändern. Zudem kommt, dass man die Auswirkungen einer Bedingungsänderung genau vorhersagen möchte.

Um das System weiter stabil zu erhalten ist daher eine genaue Betrachtung aller möglichen Auswirkungen notwendig. Die zu betrachtende Transmission einer Bedingungsänderung wird sehr komplex. Es können Modellbeschreibungen des Systems, mit denen die Bedingungsänderungen und deren Auswirkung dargestellt wird, herangezogen werden. In Versuchsreihen werden die Äquivalenzen in einem System herausgefunden. Mit geeigneten Methoden lassen sich diese Äquivalenzpunkte innerhalb des Systems verändern, ohne eine Instabilität des gesamten Systems zu verursachen. Ob tatsächlich eine Änderung der Äquivalenz erfolgt ist lässt sich über Indikatoren feststellen. Die Indikatoren schlagen genau an einem Punkt an und man kann die zugehörigen Systemparameter im Äquivalenzpunkt feststellen. Man erreicht Zustände, in denen das System optimiert für spezielle Phasen reagiert.