Digitale Regelungen / Digitale Regelungssysteme
Lehrveranstaltungsnummer: 1424 / 100380 (modul), 100415 (fach)
Dozent: Dr. Kai Wulff
Umfang:
Digitale Regelungen: 2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung, 3 LP
Digitale Regelungssysteme: 2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung, Praktikum, 5 LP
e-learning im Notbetrieb (stand 20.4.20): Bis zur Aufnahme des Präsenzbetriebs werden Vorlesungen und Übungen im Sommersemester 2020 in einem Moodle-Kurs angeboten (Einschreibeschluss: 15.5.20). Die Inhalte werden aktuell erarbeitet. Dort finden Sie auch alle weiteren organisatorischen Ankündigungen für dieses Semester.
Prüfung: schriftlich 90 Min.
Praktikum: 2 Versuche (DR 1, DR 2)
verbindliche Anmeldung via Thoska-System ab Mitte April bis 15.7.
Terminvergabe über online-portal (noch nicht freigeschaltet)
Termine Versuch DR 1: werden zu Semesterbeginn bekanntgegeben.
Termine Versuch DR 2: werden zu Semesterbeginn bekanntgegeben.
Turnus: Sommersemester
Studiengänge:
Elektrotechnik und Informationstechnik (EIT 6.FS AET),
Ingenieurinformatik (II 6.FS 1 KTS, II 6.FS 2 IHS, II 6.FS 3 MT, II 6.FS 4 MIKS, II 6.FS 5 TKA, II 6.FS 6 TKT),
Technische Kybernetik und Systemtheorie (TKS 6.FS),
Fahrzeugtechnik (FZT_MA 1.FS EMK, FZT_MA 1.FS FEP),
Mechatronik (MTR_MA 1.FS 1, MTR_MA 1.FS 2),
Maschinenbau (MB_MA 1.FS MS),
Wirtschaftsingenieurwesen (WIW-MB_MA 2.FS)
Inhalt und empfohlene Literatur
Inhalt der Lehrveranstaltung
- Charakterisierung des Abtastregelkreises (Abtastung, Zustandsraumbeschreigung, Lösung von Systemen von Differenzengleichungen, Eigenbewegungen, Stabilität, Abbildung der Eigenwerte durch Abtastung)
- Zustandsraumbeschreibung zeitdiskreter Systeme (Errreichbarkeit, Zustandsrückführung, Formel von Ackermann, Dead-beat Regler, Beobachtbarkeit, Zustandsbeobachter, Separationsprinzip, PI-Regler mit Zustandsrückführung, Störgrößenaufschaltung mit Zustandsbeobachter)
- Ein- Ausgangsbeschreibung von zeitdiskreten Systemen (z-Transformation, Übertragungsfunktion zeitdiskreter Systeme, kanonische Realisierungen zeitdiskreter Übertragungsfunktionen)
- Reglerentwurf für Abtastsysteme im Frequenzbereich (Übertragungsfunktion eines Abtastsystems, diskreter Frequenzgang, Tustin-Transformation, Frequenzkennlinienverfahren für Abtastsysteme, Wahl der Abtastzeit, Approximation zeitkontinuierlicher Regler)
- Regelkreisarchitekturen (Störgrößenaufschaltung, Kaskadenregelung, Internal Model Control, Anti Wind-up Schaltung)
Referenzen
- Gausch, Hofer, Schlacher: "Digitale Regelkreise", Oldenbourg Verlag, 1993
- Kugi, "Automatisierung", Vorlesungsskript, TU Wien, 2007
- Luenberger, "Introduction to Dynamic Systems", Wiley, 1979
- Rugh, "Linear System Theory", Prentice Hall, 1996
- Schlacher, "Automatisierungstechnik II", Vorlesungsskript, Johannes Kepler Universität, Linz, 2007
Weitere empfohlene Literatur
- Aström, Wittenmark, "Computer Controlled Systems", Prentice Hall, 1997
- Franklin, Powell, Workman, "Digital Control of Dynamic Systems, Addison Wesley, 1997
- Goodwin, Graebe, Salgado, "Control System Design", Prentice Hall, 2001
- Horn, Dourdoumas: "Regelungstechnik", Pearson, 2004
- Lunze, J.: "Regelungstechnik 2", Springer, 2001
Termine
Aus didaktischen Gründen finden stets zwei Vorlesungen gefolgt von einer Übung statt:
Vorlesung/Übung: dienstags, 11.00 - 12.30, Hs-2
Übung/Vorlesung: mittwochs, 15.00 - 16.30, K-2002 B, zweiwöchentlich, gerade Woche
Im Sommersemester 2020 werden bis auf weiteres Vorlesung und Übung per Aufzeichnung im Moodle-Kurs angeboten.
Übungsblätter
Zusatzmaterial
Beiblätter zur Vorlesung:
Mit ** markierte Texte sind auch Downloads. Diese Downloads sind ausschließlich für Studenten und Mitarbeiter der TU Ilmenau bestimmt. Bitte loggen Sie sich dazu oben rechts mit Ihrem Uni-Account und Passwort ein.
Kleines Matrix-ABC , weitere mathematische Grundlagen finden Sie hier
Matlab Kurzreferenz für Regelungstechniker
Beiblatt zum zeitkontinuierlichen Zustandsraummodell (Wh, 1. Vorlesung)
Folie Signalklassen (1. Vorlesung)
Beiblatt Definitionen zur Stabilität im Sinne von Lyapunov (3. Vorlesung)
Beiblatt Definitionen struktureller Eigenschaften (4. - 6. Vorlesung)
Beiblatt zur Steuerbarkeit (4. Vorlesung)
Folien Blockschaltbilder (8. Vorlesung)
Beiblatt zur z-Transformation (10. Vorlesung)
Demo zur Abtastzeit** (12. Vorlesung)
Prüfungen und Prüfungsvorbereitung
Klausurtermin: Do, 18.03.2021, 16.30 - 18.00, Sr HU 211/212 (Humboldtbau)
Klausurergebnisse: sind im Thoska-System (leider dürfen wir keine anonymisierte Listen mehr veröffentlichen)
Einsichtnahme: anmelden per email, Raum Z 2018
Klausurvorbereitung