Basismodul Regelungstechnik

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
7 CP210 h 5 SWS (52.5 h)157.5 h1 Semester

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Vorlesung Regelungstechnik 7 CP 3 SWS WS, jährlich
Übung Regelungstechnik   2 SWS WS, jährlich

Prüfungsleistung

2,5-stündige Klausur

Note

Die Modulnote ist die Note der Klausur.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss des Kurses ´Regelungstechnik´ kennen die Studierenden die Grundbegriffe und Werkzeuge zur Analyse, Beurteilung und Beeinflussung von dynamischen Systemen. Sie sind in der Lage, diese Kenntnisse gezielt in der Praxis an-zuwenden und kennen außerdem die dabei häufig zur Anwendung kommenden Soft- und Hardwaretechnologien.

Die Studierenden können (komplexe) dynamische Systeme analysieren, indem sie relevante Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge ermitteln, sinnvolle Teilsysteme bilden und qualitativ in abstrahierter Form beschreiben. Neben graphischen Darstellungsweisen sind den Studierenden dabei besonders die verschiedenen mathematischen Beschreibungsformen für dynamische Systeme bekannt.

Die Studierenden wissen, welche Arten linearer Dynamik existieren und können diese anhand der mathematischen Beschreibung erkennen. Weiterhin kennen sie den Begriff der Stabilität und sind in der Lage, die Stabilität eines linearen Systems zu ermitteln. Die Studierenden haben außerdem gelernt, dass das dynamische Verhalten eines Systems durch die Rückführung von Systemgrößen beeinflusst werden kann und sie können entscheiden, durch welche Art der Rückführung ein gegebenes Regelziel erreicht werden kann und welche Zusatzmaß-nahmen zu einer Verbesserung der Dynamik des geschlossenen Regelkreises ergriffen werden können.

Den Entwurf der dazu benötigten Regler können sie selbständig durch-führen unter Berücksichtigung der durch die Umsetzung auf einem Digitalrechner hinzu-tretenden Effekte.

Die Studierenden kennen weiterhin den Bereich der ereignisdiskreten, d.h. schrittweise ablaufenden Systeme und wissen, welche Beschreibungsformen für diese Systeme und deren Steuerungen existieren. Weiterhin kennen sie Methoden zur mathematischen Behandlung ereignisdiskreter Systeme u.a. auf der Grundlage der Petri-Netze und sind in der Lage, diese selbständig anzuwenden.

Abschließend erhalten die Studierenden einen Überblick über die Gerätetechnik (in Hard- und Software), mit der Automatisierungsaufgaben in industriellen Produktionspro-zessen aus dem Bereich der Energie- und Verfahrenstechnik sowie der Fertigungs- und Montagetechnik realisiert werden.

Inhalte

  • Einführung in die Regelungstechnik
  • Statisches Verhalten von Übertragungsgliedern und Regelkreisen
  • Dynamisches Verhalten von Übertragungsgliedern
  • Aufstellen und Lösen von Differentialgleichungen
  • Einführung in die Laplace-Transformation
  • Übertragungsfunktion
  • Frequenzgang
  • Rechenregeln für Übertragungsfunktionen und Frequenzgänge
  • Faltungsintegral
  • Lineare Regelkreisglieder (1)
  • Lineare Regelkreisglieder (2)
  • Minimalphasenglieder und Phasenminimumsysteme
  • Reglereinstellung und Stabilität von Regelkreisen
  • Allgemeines zu Regelungen
  • Gütemaße
  • Algebraische Stabilitätskriterien
  • Stabilitätsprüfung und Reglereinstellung mit dem Frequenzgang des aufgeschnittenen Regelkreises
  • Lineare Abtastregelungen
  • Lineare zeitdiskrete Übertragungssysteme
  • Quasikontinuierliche Abtastregelungen
  • Vermaschte Regelkreise
  • Mehrgrößenregelungen
  • inführung in die Regelung im Zustandsraum
  • Aufstellen der Zustandsraumgleichungen
  • Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit
  • Stabilität und Regelung im Zustandsraum
  • Einführung in die ereignisdiskreten Systeme
  • Einführung des Automatenbegriffs und Darstellung mittels Zustandsgraph
  • Erweiterte Automatenmodelle zur Modellierung von Nebenläufigkeiten: Statecharts und Petri-Netze
  • Mathematische Beschreibung von Petri-Netzen
  • Sequential Function Chart
  • Gerätetechnische Realisierung von Automatisierungssystemen Im Bedarfsfall verfügbar

Modulzuordnung

Master of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus

Disclaimer

Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.