Bachelor: Digital Engineering

614 - Regelungstechnik

Empfohlenes Studiensemester: 6

Turnus: Sommersemester

Sprachen: Deutsch

ECTS: 5

Prüfungsform: schrP oder ModA, weitere Angaben siehe SPO und Studienplan

Lehrform und SWS: SU (2SWS), Pra (2SWS)

Gesamter Workload: 150 Stunden

Präsenzzeit: 30 Stunden Seminaristischer Unterricht, 30 Stunden Praktikum

Selbststudium: 90 Stunden

Modulverantwortung: Prof. Dr. Norbert Nitzsche (FK03)

Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

  • Mathematik 1 und 2
  • Elektrotechnik
  • Mechanik 1

Lernziele

Fach- und Methodenkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, Regelungsprobleme mathematisch zu beschreiben und erläutern die Grundlagen des analytischen Reglerentwurfs auf Basis von Übertragungsfunktionsmodellen und Zustandsraummodellen. Dabei erlernen sie numerische Werkzeuge und Computer Algebra Systemen anzuwenden. Die Studierenden verstehen die verschiedenen Zielkonflikte beim Reglerentwurf und können auf dieser Grundlage an bestehenden Regler experimentell Feinabstimmungen vornehmen. Außerdem können die Studierenden erklären, wie Regelgesetze digital zu implementieren sind.

Inhalt

  • Überführen bekannter physikalischer Zusammenhänge in Differentialgleichungs-, Übertra-gungsfunktions- und Zustandsraummodelle (zeitkontinuierlich und zeitdiskret)
  • Klassifikation von Übertragungsverhalten
  • Blockschaltbildalgebra
  • Reglerentwurf für P-, PI-, PD- und PID-Regler mit Methoden auf Basis von Übertragungsfunktionen (Polvorgabe, Pol-Nullstellen-Kompensation, Frequenzgangmethoden, Wurzelortskurven)
  • Entwurf von Vorsteuerungen und Vorfiltern (2-Freiheitsgrade-Struktur)
  • Polplatzierung als Entwurfsmethode für Zustandsregler

Lehrmethoden und Lernformen

Tafel, Live Vorführungen der computergestützten Werkzeuge, Texte für das Selbststudium, Praktikumsversuche in simulierten Szenarien

Verwendbarkeit des Moduls

Bachelor Digital Engineering

Literatur

  • Regelungstechnik /1: Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen; Lunze, Jan
  • Regelungstechnik /2: Mehrgrößensysteme, digitale Regelung; Lunze, Jan
  • Grundlagen Regelungstechnik : einfache Übungen, praktische Beispiele und komplexe Aufgaben; Heinrich, Berthold