Vormals Teil von "Mess- und Regelungstechnik".
Termine und Prüfungstermine siehe KIS.

Inhalte

Aus [MV-MTS-86602-K-4] Einführung in die Regelungstechnik:

• Grundlagen und Modellbildung technischer Systeme
• Beschreibung dynamischer Systeme im Zeitbereich (LTI-Systeme, Kausale Systeme, Differentialgleichungen zur Beschreibung dynamischer Systeme, Linearisierung, Blockschaltbilder, Lösung im Zeitbereich, Antwort auf Testfunktionen)
• Zustandsraumdarstellung (Normalformen, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Stabilität, homogene und partikuläre Lösung, Antwort auf Testfunktionen)
• Beschreibung dynamischer Systeme im Frequenzbereich (Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion, Matrix-Übertragungsfunktion, Ortskurve, Bode-Diagramm, Amplituden- und Phasenreserve)
• einschleifiger Regelkreis (Arten der Rückführung, Stationäres Verhalten und bleibende Regelabweichung, PID-Regler, Wendetangenten-Methode, Wurzelortskurve, Stabilität des Regelkreises, Nyquist-Verfahren, Hurwitz)
• Zustandsregelung (Polzuweisung, Vorfilterung, Störgrößenkompensation, Beobachter, PI-Regler)

Kompetenzen / angestrebte Lernergebnisse

Aus [MV-MTS-86602-K-4] Einführung in die Regelungstechnik:

1. Vorlesung:

Die Studierenden sind in der Lage

• die Eigenschaften von LTI-System und kausalen Systemen zu erklären
• Systeme durch Differentialgleichungen zu beschreiben und Antworten auf Testfunktionen zu berechnen
• Systeme im Zustandsraum zu beschreiben und Antworten auf Testfunktionen zu berechnen
• die Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit und Stabilität von Systemen zu erklären
• die Zusammenhänge von Zeitbereich und Frequenzbereich (Übertragungsfunktionen) zu ermitteln und zu erklären
• Ortskurven und Bode-Diagramme zu berechnen und daraus Systeme zu identifizieren
• verschiedene Arten von Rückführungen anzuwenden, sowie deren Vor- und Nachteile zu nennen
• Polzuweisung durchzuführen
• Beobachterstrukturen zu entwerfen
• PI-Zustandsregler anzuwenden
• Stabilitätsaussagen auf Basis von Polstellen, Eigenwerten, Nyquist- und Hurwitz-Kriterium zu treffen

2. Übung:

Die Studierenden sind in der Lage

• physikalische Systeme durch Differentialgleichungen und Blockschaltbilder zu beschreiben
• Differentialgleichungen zu linearisieren und diese zu lösen
• die Antwort physikalischer Systeme auf Testfunktionen zu berechnen
• Differentialgleichungen in den Zustandsraum zu überführen
• Systeme auf Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit und Stabilität zu prüfen
• Zustandsraumdarstellungen in Normalformen zu transformieren
• die Zustandsraumdarstellung mit Hilfe der Laplace-Transformation in den Frequenzbereich zu überführen und die Matrix-Übertragungsfunktion aufzustellen
• Ortskurven und Bode-Diagramme zu zeichnen und daraus Systeme zu identifizieren und Amplituden- und Phasenreserve zu bestimmen
• die bleibende Regelabweichung von Regelkreisen zu berechnen und Regelkreise auf Stabilität zu prüfen
• das Nyquist-Verfahren anzuwenden
• Wurzelortskurven zu zeichnen und interpretieren
• Reglerparameter (auch PID) mit Hilfe der Verfahren der Polzuweisung und heuristischer Verfahren zu berechnen

Literatur

Aus [MV-MTS-86602-K-4] Einführung in die Regelungstechnik:

• Otto Föllinger; Regelungstechnik Einführung in die Methoden und ihre Anwendungen; Heidelberg 1992 ; ISBN 3-7785-2136-5
• Martin Horn; Regelungstechnik: rechnergestützter Entwurf zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter Regelkreise; Pearson Studium 2004; ISBN 3-8273-7059-0

Teilnahme-Voraussetzungen des Moduls (inhaltlich)

Empfohlen:

Module:

• [MAT-00-01-M-1] Höhere Mathematik I (M, 8.0 LP)
• [MAT-00-02-M-1] Höhere Mathematik II (M, 8.0 LP)
• [MV-MTS-305-M-4] Einführung in die Elektrotechnik I (M, 5.0 LP)
• [MV-MTS-306-M-4] Einführung in die Elektrotechnik II (M, 4.0 LP)

Teilnahme-Voraussetzungen des Moduls (formal)

Keine