Regelung

Zwischen technischen Regelkreise und biologische Regelkreise gibt es grosse Unterschiede. Biologische Regelkreise sind Selbstregelungen und werden von den Biologen als Homöostase bezeichnet. Die Sollwertbildung ist immer von Istwert abhängig.

Begriffserklärungen

Techniker und Biologen verwenden unterschiedliche Begriffe für die gleiche Funktion. Nachfolgend eine tabellarische Erklärungen mit Beispielen. Wo möglich werden mathematische Begriffe verwendet, die neutrale Disziplin.

Begriffe	Technische Beispiele	Biologische nervöse Beispiele	Biologische endokrine Beispiele
Messung	Ermitter und Transmitter (4 bis 20 mA oder 0 bis 10 V Signal)	Rezeptoren im Auge, Ohr, Nase und in der Haut	Rezeptoren im ZNS für die Grundbedürfnisse Rezeptoren in den Organen
Istwert	Eingang 0 bis 100%, °C, Pa(mbar) Drehzahl 1/min, Distanz mm, pH, etc. zeitdiskretes Signal nach A/D Wandler	Afferenz pulsatil	Stoffkonzentration Hormonkonzentration
Sollwert	Sollwert	Sollwert	Sollwert
Regler	PID-Regler	Regler	Regler
Stellgrösse	Ausgang 0 bis 100%	Efferenz pulsatil Efferenz vizeral pulsatil	Hormonkonzentration
Stellglied	Motoren, Frequenzumrichter, Ventile, Regelventile etc.	gestreife Muskelatur	glatte Muskelatur, Drüsentypen
Regelstrecke	Temperaturen, Druckverhalten, Positionen, etc.	Örtliche Bewegung Arme Entfernte Bewegung Beine	Grundbedürfnisse: wie Wach/Schlaf, Essen, Reproduktion Immunabwehr , Blutzucker, Wasserhaushalt, Elektrolyte, etc.

Technische Regelungen sind einfach im gegensatz zu biologischen Regelungen. Biologische Regelungen sind zum grössten Teil noch nicht verstanden.

Weitere Unterschiede

In der Technik werden hauptsächlich Analog-Signale verwendet welche ein Abbild der physiklische Grösse ist, d. h. 4 mA entsprechen 0°C und 20 mA entsprechen 100°C. Im Gegensatz zur nervösen biologischen Erfassung der physikalischen Grösse wird bei Menschen und Tieren pulsatil codiert, d.h. eine Frequenzmodulation ist vorhanden, dabei würde 0 Impulse/sec = 0°C entsprechen und 100°C = 20 Impulse/sec. Dies ist nur ein Beispiel zur Erklärung. Effektiv haben unsere Wärme-und Kältesensoren ein D-Verhalten (bei Aenderungen fangen sie an zu pulsen).

Der wichtigste Unterschied ist die Anzahl der Regler. In der Technik wird vielmals ein Regler verwendet und in Organismen hat es vielfach 2 Regler für die gleiche Regelstrecke. Dies kann verglichen werden mit dem Steuern ein Pferdes. Das Pferd wird mit einem Zügel gesteuert, nach rechts muss rechts gezogen werden und links losgelassen werden und umgekehrt.

Im Körper findet man diese 2-fach Regelung überalll. Die Genexpression (Herstellung von Proteine) wird mit Aktivator Proteine gesteigert und mit Repressor Proteine vermindert.

Die Leistung der inneren Organe werden durch den Sympatikus gesteigert und durch den Parasympatikus vermindert.

Bei biologischen Regelungen ist der Signalfluss über mehrere Organe vorhanden. Beispiel: Hypothalamus - > Hypophyse - > NNR -> Rezeptor ZNS, mit mehreren Informationsträger welche mehrere neue Informationsträger steuert wie CRH(4760) -> ACTH (4200) und andere-> Cortison(360) und andere

Organ- und Zellregelung

Pulsatile und endokrine Stellgrössen