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Modulbeschreibung

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Regelungstechnik

Inhalt

  • Einführung in die regelungstechnische Problemstellung

  • Wiederholung systemtheoretischer Grundlagen: Signale und Systeme, Laplace- und z-Transformation, Modellbildung und Simulation, Systemverhalten im Zeit- und Frequenzbereich, Bode-Diagramm und Ortskurve, Zustandsraumdarstellung

  • Rechnergestützter Reglerentwurf (mit Matlab/Simulink): PID-Regler und empirische Einstellregeln, Auslegung im Frequenzbereich, Analyse der Stabilität sowie des Führungs- und Störverhaltens

  • Vorsteuerungsentwurf

  • Zustandsregelung

  • Realisierung analoger und digitaler Regelkreise

  • Ausblick auf moderne Methoden der Regelungstechnik

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden

Fachkompetenz:

  • Steuerung und Regelung unterscheiden und die jeweiligen Vor- und Nachteile benennen

  • Regelkreise aus linear-zeitinvarianten Teilsystemen im Zeit- und Frequenzbereich analysieren, z.B. hinsichtlich Stabilität und stationärer Genauigkeit

  • PID- und einfache Zustandsregler auslegen und optimieren

  • Vorsteuerungen für LZI-Eingrößensysteme auslegen

  • analoge und digitale Regler praktisch realisieren und experimentell erproben

  • Berechnungen und Simulationen von Regelkreisen mit Matlab und Simulink durchführen

Methodenkompetenz:

  • die Struktur eines Regelkreises analysieren und deuten

  • verschiedene Systemdarstellungen interpretieren und ineinander umwandeln

  • wichtige Regelungsansätze hinsichtlich ihrer Eignung für ein gegebenes Problem beurteilen

  • Steuerungen und Regelungen eigenständig auslegen und realisieren

  • Modelle zur simulativen Erprobung eines Reglers nutzen

Sozial- und Selbstkompetenz:

  • eine regelungstechnische Problemstellung erkennen

  • die regelungstechnischen Teilaufgaben in einem Entwicklungsprozess identifizieren

  • einzeln und in Kleingruppen praktische regelungstechnische Problemstellungen selbstständig bearbeiten

  • anderen Teammitgliedern grundlegende regelungstechnische Zusammenhänge in korrekter Fachsprache erläutern

ECTS

5 Punkte

Studien- und Prüfungsleistungen

Prüfungsleistungen:
  • Regelungstechnik (90 min, Klausur)
Studienleistungen:
  • Regelungstechnik (Laborarbeit)

Lehr- und Lernformen

  • Regelungstechnik (2 SWS, Vorlesung)
  • Regelungstechnik (2 SWS, Labor)

Studiengänge

  • Mechatronik(MC) - Pflichtmodul

Literatur

H. Peuscher. Vorlesungsskript.
D. Helferich; K. Paulat. Laborunterlagen.
D. Helferich. Einführung in Matlab und Simulink.
W. Skolaut (Hrsg.); B. Lohmann et al.. Maschinenbau - Ein Lehrbuch für das ganze Bachelor-Studium. Springer, 2014.
K. Aström; R. Murray. Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers. , 2016.

Quicklinks