Master Mechatronik und Robotik

Als Mechatroniker*in vereinen Sie Kompetenzen aus den zentralen Ingenieursdisziplinen Elektrotechnik und Maschinenbau sowie der Informatik. Diese verbinden Sie zu einem interdisziplinären und systemtechnischen Denken, welches auf dem Arbeitsmarkt immer mehr gefragt ist.
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EMI Department

Modulhandbuch

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Regelungssysteme

Empfohlene Vorkenntnisse
  • Grundlagen Regelungstechnik
  • Signal- und Systemtheorie
Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls...

  • kennen die Studierenden die wichtigsten parametrische und nichtparametrische linearen Modelle zur Beschreibung dynamischer Systeme im Zeit- und Frequenzbereich. 
  • kennen die Studierenden die wesentlichen Vorgehensweisen und die unterschiedlichen Methoden der theoretischen und experimentellen Modellbildung.
  • können die Studierenden grundlegende physikalische Prinzipien anwenden, um mathematische Modelle für grundlegende mechanische, elektrische und mechatronische Systeme herzuleiten.
  • kennen die Studierenden die Vorgehensweise wie mathematische Modelle zur Simulation dynamischer Systeme mittels der Software MATLAB (Simulink) eingesetzt werden können.
  • kennen die Studierenden Verfahren zur Identifikation von Regelstreckenparametern und -strukturen.
  • kennen die Studierenden die wichtigsten Methoden zur Stabilitätsanalyse nichtlinearer Systeme.
  • kennen die Studierenden wichtige nichtlineare Reglerentwurfsverfahren im Zustandsraum und können diese anwenden.
  • kennen die Studierenden wichtige Regler-Adaptionsstrukturen im Kontext einer zweiten Rückführung.
  • kennen die Studierenden Vor- und Nachteile dieser zweiten Rückführung bezüglich der Stabilität einer Regelung.
  • können die Studierenden adaptive Regelalgorithmen anwenden.
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 180
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Nichtlineare und adaptive Regelungssysteme: M, Zustandsraummethoden: K90
Leistungspunkte Noten

6 CP. Die Modulnote entspricht der Note der gemeinsamen mündlichen Prüfung.
Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Jörg Fischer
Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Master-Studiengang MMR
Veranstaltungen

Zustandsraummethoden

Art Vorlesung
Nr. EMI2218
SWS 2.0
Lerninhalt

Einführung in die Zustandsraumdarstellung dynamischer Systeme

Normalformen von Zustandsgleichungen

Allgemeine Lösung der zeitkontinuierlichen Zustandsgleichungen eines linearen, zeitinvarianten Systems

Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit

Entwurf von zeitkontinuierlichen und zeitdiskreten Zustandsreglern

Entwurf von zeitkontinuierlichen und zeitdiskreten Zustandsbeobachtern
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik, 13. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2022

Lunze, J., Regelungstechnik 2, 10. Auflage, Berlin, Springer Vieweg, 2020

Nuß, U., Zeitdiskrete Regelung, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2020

Nichtlineare und adaptive Regelungssysteme

Art Vorlesung
Nr. EMI2241
SWS 2.0
Lerninhalt

Beschreibung nichtlinearer Systeme im Zustandsraum

Stabilitätsanalyse mit der Direkten Methode von Ljapunow

Reglerentwurf mittels Ljapunow-Funktionen

Reglerentwurf mittels exakter Linearisierung

Strukturen adaptiver Regelungen

Konstruktion von Adaptionsalgorithmen

Parameteridentifikation mittels der Methode der kleinsten Quadrate
Literatur

Adamy, J., Nichtlineare Systeme und Regelungen, 3. Auflage, Berlin, Springer Vieweg, 2018

 
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