Lernziele
Der Standardregelkreis
Die Grundlagen der Regelungstechnik zu beherrschen heißt, das Verhalten des zu regelnden Systems zu beschreiben und zu verstehen und für gegebene Regelungsziele Regelalgorithmen methodisch zu entwerfen, zu realisieren und das Regelkreisverhalten zu bewerten.
Für eine angenehme Wassertemperatur beim Duschen, sind wir es, die die richige Temperatur finden. Das läuft bekanntermaßen so ab: Unsere Haut erfasst die Ist-Temperatur des Wassers. Ist das Wasser zu kalt, drehen wir das Warmwasserventil auf - ist das Wasser zu warm, drehen wir es zu. Wir bilden zusammen mit der Dusche einen Regelkreis.
Sie lernen den Standardregelkreis mit seinen Komponenten Regelstrecke und Regler sowie dem Kernelement, der Rückkopplung kennen (siehe Abbildung links). Wir tauchen tiefer in die mathematische Beschreibung und die Analyse von Regelstrecken ein und betrachten und diskutieren fundamentale praxisrelevante Regelalgorithmen und Reglerentwurfsmethoden. Anhand objektiver Bewertungskriterien lernen Sie das Verhalten des Regelkreises zu bewerten.
In dem begleitenden Praktikum wenden Sie ausgewählte Methoden der Regelungstechnik an und vertiefen somit Ihr Verständnis für die Regelungstechnik.
Inhalte
Die Veranstaltung gibt einen Einstieg in die Theorie und die Praxis der Regelungstechnik. Angelehnt an die Regelkreisstruktur (siehe Abbildung oben) lautet der Inhalt wie folgt:
- Grundlagen: Begriffe, Aufgaben und Ziele der Regelungstechnik, Blockschaltbilder, Mathematische Grundlagen
- Regelstrecken: Beschreibung linearer zeitinvarianter SISO-Systeme, Linearisierung, Bewegungsgleichung, Kennfunktionen, Kennwertermittlung, Stabilität
- Regelkreis: Standardregelkreis, Gütemaße und Güteforderungen
- Regler: PID-Regler, Realisierungsvarianten, Anti-Wind-Up, Heuristische Entwurfsverfahren, Wurzelortskurve
- Praktikum: Systemidentifikation und Reglerentwurf
Literatur
Eine Auswahl der von mir empfohlenen Literatur ist folgende:
- Lunze. Automatisierungstechnik. 5. Auflage. DeGruyter Oldenbourg. 2020
- Lunze. Regelungstechnik 1. 12. Auflage. Springer Vieweg. 2020
- Dittmar. Advanced Process Control. DeGruyter Oldenbourg. 2017
Zielgruppe
Pflichtmodul für
- Bachelor Elektrotechnik,
- Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen Elektrotechnik,
Organisatorisches
| Umfang |
2 SWS Vorlesung 1 SWS Übung 1 SWS Praktikum |
| Leispungspunkte | 5 |
| Voraussetzungen |
Kenntnisse in der Programmierung mit MATLAB sollten vorhanden sein Modul Mathematik 2, Signale und Systeme und Physik sollten absolviert sein |
| Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung |
Erfolgreiche Teilnahme an dem Praktikum |
| Prüfungsform |
Klausur |