RT / Regelungstechnik / Regelungstheorie für die Masterstudiengänge Maschinenbau und Energiesystemtechnik

Die Skripte sind nur über den Datenserver der Studierendenvertretung ASTA  zu beziehen.

Lernziele:

Die Studierenden besitzen weiterführende Kenntnisse in der Regelungstechnik als methodische Ingenieurwissenschaft. Dabei werden insbesondere über die "klassischen" Verfahren hinausgehende Methoden der Analyse und Synthese von komplexen Systemen behandelt: weiterführende Stabilitätsbetrachtungen, Theorien im Zustandsraum, Mehrgrößensysteme, zeitdiskrete Systeme (digitale Regelung), nichtlineare Systeme, Fuzzy-Regelungssysteme.

Die Studierenden sind mit diesem Wissen in der Lage, auch komplexe Regelungs- und Automatisierungsprojekte zu bearbeiten. Die theoretischen Grundlagen zur Einarbeitung in moderne Systemtheorien sind vorhanden. 

Inhalte:

Stabilität linearer kontinuierlicher Regelungssysteme

- Beiwertebedingungen

- Hurwitzkriterium und Routh-Kriterium

- Nyquist-Kriterium in Ortkurven- und Frequenzkennlinien-Darstellung

- Wurzelortkurven zur Synthese von Regelkreisen und zur Beurteilung der Stabilitätsgüte

Mehrgrößensysteme

- Kanonische Strukturen

- Entkopplungsproblem

- Stabilität von Mehrfach-Regelungssystemen

Nichtlineare Systeme

- Zustandsebene 

- Methode der Beschreibungsfunktion

- Stabilitätsanalyse mit der Zwei-Ortkurven-Methode

- Stabilitätskriterium von Popov

Systembeschreibung im Zustandsraum

- Normalformen der Zustandsgleichung, Frobenius-Form, Jordan-Form

- Lösung der Zustandsgleichungen, Fundamentalmatrix

- Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit

- Synthese durch Polvorgabe

- Zustandsschätzung durch Beobachter

Zeitdiskrete Systeme (digitale Regelung)

- Regelalgorithmen für die digitale Regelung

- Darstellung zeitdiskreter Systeme im Zustandsraum

- Z-Transformation

- Darstellung zeitdiskreter Systeme im Frequenzbereich

Fuzzy-Regelungen

- Fuzzyfizierung und Defuzzifizierung

- Fuzzy-Mengen, Linguistische Größen, Zugehörigkeitsfunktionen, 

- Operationen der Fuzzy-Logik

- Fuzzy-Inferenzmaschine

- Defuzzifizierung mit der Schwerpunktmethode und er Singletonmethode

LITERATUR:

O. Föllinger, D. Franke: "Einführung in die Zustandsbeschreibung dynamischer Systeme", München 

O. Föllinger: "Nichtlineare Regelungen", Bd. 1/2, München

O. Föllinger: "Lineare Abtastsysteme", München/Wien

E. Freund: "Regelungssysteme im Zustandsraum", Bd. 1/2, München/Wien

H. Unbehauen: "Regelungstechnik", Bd. 1-3, Braunschweig/Wiesbaden

R. Unbehauen: "Systemtheorie", Bd. 1/2, München

R. Isermann: "Digitale Regelsysteme", Bd. 1/2, Berlin

R. Isermann: "Identifikation dynamischer Systeme", Bd. 1/2, Berlin/ Heidelberg