Elektrotechnik / Informationstechnik Master

Neue Schwerpunkte ab Sommersemester 2024: Automatisierungstechnik & Elektromobilität sowie Embedded Systems & Kommunikationstechnik
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Fakultät EMI

Modulhandbuch

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Regelungssysteme I

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse in Regelungstechnik Signal- und Systemtheorie
Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls...

  • kennen die Studierenden die wichtigsten parametrischen und nichtparametrischen 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 Systeme herzuleiten.
  • kennen die Studierenden Verfahren zur Identifikation von Regelstreckenparametern und -strukturen.
  • können die Studierenden im Bildbereich zeitdiskrete Regelungssysteme analysieren und zeitdiskreteRegler entwerfen.
  • können die Studierenden aus dem Bildbereich bekannte zeitkontinuierliche Reglerentwurfsverfahren auf zeitdiskrete Regelungssysteme übertragen.
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K120.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jörg Fischer
Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Master-Studiengang EIM
Veranstaltungen

Zeitdiskrete Regelungen

Art Vorlesung
Nr. EMI2219
SWS 2.0
Lerninhalt

Kennzeichen zeitdiskreter Regelkreise

Festigung des Umgangs mit der z-Transformation

Beurteilung des Verhaltens zeitdiskreter Regelkreise mittels Analyse der Pole und Nullstellen der z-Übertragungsfunktion

Zeitdiskrete Reglerentwurfsverfahren im z-Bereich

Algebraische Stabilitätskriterien

Strukturelle Maßnahmen zur Verbesserung des Regelverhaltens von zeitdiskreten Regelkreisen
Literatur

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

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

Modellbildung und Systemidentifikation

Art Vorlesung
Nr. EMI2240
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Vorlesung behandelt die Modellierung dynamischer Systeme mittels theoretischer und experimenteller Methoden. Behandelt werden u.a. folgende Themen:

Einführung
- Zweck der Modellbildung
- Prinzipielle Möglichkeiten der Modellbildung
- Begriffe: System, Dynamisches System, Modell

Mathematische Modelle  dynamischer Systeme
- Modelle für lineare/nichtlineare, kontinuierliche/zeitdiskrete SISO/MIMO-Systeme
- Linearisierung nichtlinearer Modelle

Theoretische Modellbildung
- Allgemeines Vorgehen
- Modellierung mechanischer Systeme (Translation und Rotation in 2D) mit Newton-Ansatz und Lagrange-Formalismus
- Modellierung elektrischer Systeme

Experimentelle Modellbildung
- Allgemeines Vorgehen
- Kennwertermittlung
- Fourier-Analyse
- Frequenzgangmessung
- Korellationsanalyse
- Parameterschätzverfahren (Least-Squares-Verfahren)

 
Literatur

Theoretische Modellbildung

[1] Franklin, Powell, Emami-Naeini,Feedback Controlof Dynamic Systems,7. Auflage,  Pearson, 2014

[2] M. Glöckler, Simulation mechatronischer Systeme,Springer Verlag, 2014

[3] J. Lunze, Regelungstechnik I, Springer Verlag, 11. Auflage 2016

[4] G. R. Fowles, G. L. Cassiday, Analytical Mechanics, Brooks/Cole Publishing, 2005


Experimentelle Modellbildung

[5] R. Isermann, M. Münchhof, Identification of Dynamic Systems, Springer Verlag, 2011

[6] C. Bohn, H. Unbehauen, Identifikation dynamischer Systeme, Springer Verlag, 2016
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