Inhalt der Lehrveranstaltung: 

• Motivation: Beispielprobleme, Unterschied von Steuerung und Regelung
• Lineare zeitinvariante SISO-Systeme: nichtlineare Ein-/Ausgangsdarstellung, Linearität, Linearisierung um Betriebspunkt, Lösung, exponentelle Stabilität, stationäre Verstärkung, Kleinsignale, Normierung
• Übertragungsverhalten: Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion, Pole und Nullstellen, Standardregelkreisglieder, Sprungantwort
• Frequenzbereich: Frequenzgang, Nyquist-Ortskurve, Frequenzkennlinien bzw. Bode-Diagramm, Filter, Bandbreite
• Reglerentwurf im Frequenzbereich: Regelkreis, Sensitivitätsfunktionen, Standardregler, PID-Regler, interne Stabilität des Regelkreises, Nyquist-Kriterium, robuste Stabilität, Amplituden- und Phasenrand, Frequenzkennlinienverfahren (Kompensation, Entwurf nach Kenngrößen), Totzeit und Smith-Prädiktor
• Algebraischer Reglerentwurf: Implementierbarkeit, direkte Reglerberechnung, einfache Polvorgabe, Polvorgabe unter Nebenbedingungen
• Regelkreisarchitekturen: Vorfilter, Störgrößenaufschaltung, Kaskadenregelung, Vorsteuerung, Kombination von Steuerung und Regelung

Empfohlene Literatur (eine Auswahl):

• Föllinger, O., Regelungstechnik, Hüthig, 1994
• Goodwin, G., Graebe, S., Salgado M., Control System Design, Prentice Hall, 2001
• Horn, M., Dourdoumas, N., Regelungstechnik, Pearson Studium, 2004
• Reinisch, K. , Analyse und Synthese kontinuierlicher Steuerungs- und Regelungssysteme, Verl. Technik, 1996 
• Unbehauen, H., Regelungstechnik I & II, Vieweg, 1983

Vorlesungsbeginn:  4.4.

Probeklausur und Fragestunde:  9.7. (Audimax) und 16.7. (F-Hs) , jeweils 15.00-16.30 Uhr

Beginn der Übungen:  KW 15

Übungen, die wegen Feiertagen oder zentralen universitären Veranstaltungen ausfallen, können im Regelfall nicht nachgeholt werden. Bitte besuchen Sie in den entsprechenden Wochen einen anderen Übungstermin.

Übungsblätter:

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.

• Übungsblatt 1 (1. und 2. Termin) - Modellbildung und Linearisierung
• Übungsblatt 2 (3. Termin) - Laplace-Transformation (NEU 2017)
• Übungsblatt 3.1 (4. Termin) - Übertragungsfunktion, Zeitkonstantenform, Sprungantworten (NEU 2018) (Vorbereitungsaufgaben!)
• Übungsblatt 3.2 (5. Termin) - BIBO-Stabilität, Exponentielle Stabilität (NEU 2018) (Vorbereitungsaufgaben!)
• Übungsblatt 4.1 (6. Termin) - Stabilisierung und Implementierungsbetrachtungen am Beispiel des inversen Pendels (NEU 2018)
• Übungsblatt 4.2 (7. Termin) - Blockschaltbilder, interne Stabilität, stationäre Verstärkung, Hurwitzkriterium (NEU 2018) (Vorbereitungsaufgaben!)
• Übungsblatt 5 (8. und 9. Termin) - Frequenzgang (Vorbereitungsaufgaben!)
  matlab-skript** zur Darstellung der Bode-Diagramme aus Aufgabe 3 (beachte, Phasengang kann um Vielfache von ±360° abweichen)
• Übungsblatt 6 (10. Termin) - Nyquistkriterium (Vorbereitungsaufgaben!)
• Übungsblatt 7 (11. Termin) - Frequenzkennlinienverfahren (Vorbereitungsaufgaben!)
  Folien aus der Übung (aktualisiert 22.6.2018)
  matlab-skripte** (Die Reglerverstärkungen hier exakt bestimmt worden, dadurch können sich Abweichungen zur Übung ergeben, wenn hier mit asymptotischer Approximation gerechnet wurde)
• Übungsblatt 8 (12. Termin) - Entwurf mit Kenngrößen (Vorbereitungsaufgaben!)
  Folien aus der Übung
• Übungsblatt 9 (13. Termin) - Algebraischer Reglerentwurf (Vorbereitungsaufgaben!)
  Folien aus der Übung

Empfehlungen zur eigenen Lernkontrolle (aus Übungsklausuren 1-9)

• nach Übungsblatt 1: Übungsklausur 1 A1, ÜK2 A1, ÜK3 A1ab, ÜK5 A1, ÜK6 A1ab, ÜK7 A1ab
• nach Übungsblatt 2: ÜK4 A1, ÜK8 A1ab
• nach Übungsblatt 3: ÜK3 A1c, ÜK7 A1cd, ÜK6 A1cd
• nach Übungsblatt 4: ÜK1 A3, ÜK2 A2, ÜK3 A2, ÜK4 A4, ÜK5 A2, ÜK6 A2, ÜK7 A2, ÜK7 A3, ÜK10 A3
• nach Übungsblatt 5: ÜK1 A4, ÜK2 A3, ÜK3 A3, ÜK4 A3, ÜK5 A3, ÜK5 A5a, ÜK6 A3ab+f, ÜK6 A5, ÜK8 A2, ÜK9 A2, ÜK9 A3ab, ÜK10 2ab,  ÜK10 A4a
• nach Übungsblatt 6: ÜK1 A5, ÜK2 A4, ÜK3 A5, ÜK4 A5, ÜK7 A5, ÜK8 A3, ÜK9 A4
• nach Übungsblatt 7 und 8: ÜK1 A6, ÜK1 A7, ÜK2 A5, ÜK3 A4, ÜK5 A4, ÜK5 A5, ÜK6 A3c-e, ÜK6 A4, ÜK7 A4, ÜK8 A4, ÜK8 A5, ÜK9 A3
• nach Übungsblatt 9: ÜK1 A8, ÜK2 A6, ÜK3 A6, ÜK4 A6, ÜK7 A6, ÜK9 A5
  
  

Beiblätter:

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.

• Beiblatt zur Lösung von linearen Differentialgleichungen
• Beiblatt zur Laplace-Transformation
• Beiblatt zum Hurwitz-Kriterium
• Beiblatt zum Frequenzgang
• Beiblatt zu den Normalformen von Übertragungsfunktionen
• Beiblatt zum P-T2-Glied
• Beiblatt zu Standardübertragungsgliedern
• Beiblatt Rechenregeln für den Frequenzgang

Zusatzmaterial:

• Demo zum Einschwingverhalten des Pendels (Matlab GUI)
  Matlab GUI**: alle Dateinen in einem Verzeichnis entpacken und "pendel_gui" im Matlab Command Window aufrufen (neue Version: v0.97 für Matlab 8 oder neuer)
  Win-exe**: speichern und ausführen (MCRInstaller muss installiert sein, s. o.)
  
  
• Demo zum Standardregler (Simulink-modell**)
  
  
• Illustration zum dominaten Polpaar (Matlab-Skript)
  Matlab-Skript**: Datei entpacken und "demo_dominantes_polpaar" im Matlab Command Window aufrufen 
  (Info: "help demo_dominantes_polpaar")
  Win-exe (4Mb)**: speichern und ausführen (MCRInstaller muss installiert sein, s. o.)
  
  
• Illustration zum Nyquist-kriterium (Matlab-Funktion)
  Matlab funktion**: Datei entpacken und "demo_nyquist" im Matlab Command Window aufrufen (Info: "help demo_nyquist")
  Win-exe (4Mb)**: speichern und ausführen (MCRInstaller muss installiert sein, s. o.)

• Matlab
  • Einführung in Matlab Control Systems Toolbox
  • Matlab Kurzreferenz für Regelungstechniker
• Matlab MCRInstaller zum Betrachten der GUIs ohne Matlab: MCRInstaller.zip ~300MB**
  (leider nur für Windows: rar-files im gleichen Verzeichnis speichern, entpacken und ausführen - password in Vorlesung benannt)
  BITTE SENDEN SIE MIR EINE E-MAIL, FALLS ES BEIM AUSFÜHREN SCHWIERIGKEITEN GIBT