Technische Universität Ilmenau

Control and Systems Engineering 2 - Modultafeln of TU Ilmenau

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subject properties subject number 100273 - common information
subject number100273
departmentDepartment of Computer Science and Automation
ID of group2213 (Control Engineering Group)
subject leaderProf. Dr. Johann Reger
languageDeutsch
term Wintersemester
previous knowledge and experience

Abgeschlossenes gemeinsames ingenieurwissenschaftliches Grundstudium (GIG)

learning outcome
  • Die Studierenden können für ein nichtlineares Zustandsraummodell eine an einer Trajektorie gültige lineare Approximation bestimmen.
  • Die Studierenden kennen die Lösungen und grundlegenden Eigenschaften von zeitvarianten und zeitinvarianten linearen Systemen im Zeitkontinuierlichen und Zeitdiskreten.
  • Die Studierenden sind in der Lage, lineare Abtastmodelle zu bestimmen.
  • Die Studierenden sind befähigt, die wichtigsten Stabilitätskonzepte und -kriterien bei linearen Systemen anzuwenden.
  • Die Studierenden können die Konzepte Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit auf Anwendungen übertragen und diese anhand von Kriterien problemangepaßt analysieren.
  • Die Studierenden beherrschen den Entwurf von Zustandsreglern und Zustandsbeobachtern mit Hilfe der Formel von Ackermann.
  • Die Studierenden können Folgeregelungen für lineare Eingrößensysteme auslegen.
  • Die Studierenden können Entkopplungsregler für lineare Mehrgrößensysteme entwerfen.
content
  • Lineare Mehrgrößensysteme: Zustandsdarstellung, Linearität, Zeitvarianz & Zeitinvarianz, zeitkontinuierliche und zeitdiskrete Systeme
  • Linearisierungen: am Betriebspunkt, entlang einer Trajektorie, durch Eingangs-/Zustandstransformation
  • Lösung im Zeitbereich: Ähnlichkeitstransformation, Jordan-Normalform, Transitionsmatrix, zeitdiskrete und abgetastete Systeme; Vergleich mit Lösung über Übertragungsfunktion
  • Stabilität: gleichmäßig, asymptotisch, nach Lyapunov, exponentiell; Kriterien: Norm der Transitionsmatrix, Eigenwerte, Hurwitz-Kriterium, Kharitonov-Polynome, Lyapunov-Funktion; im Zeitdiskreten: Eigenwerte, Hurwitz-Kriterium über Tustin-Transformation
  • Steuerbarkeit & Erreichbarkeit: Begriffsklärung; Kriterien: Steuerbarkeits-Gramsche, Silverman-Meadows-Kriterium, Rangkriterium nach Kalman, Popov-Belevitch-Hautus-Kriterium (zeitdiskret & zeitkontinuierlich)
  • Zustandsregler: Regelungsnormalform, Polvorgaberegler, Vorfilterentwurf, Formel von Ackermann, Deadbeat-Regler
  • Erweiterungen: PI-Zustandsregler, einfache Entkopplungsregler, inversionsbasierter Entwurf von Folgeregelungen, Minimalphasigkeit
  • Beobachtbarkeit & Rekonstruierbarkeit: Begriffsklärung; Kriterien: Beobachtbarkeits-Gramsche, Silverman-Meadows-Kriterium, Rangkriterium nach Kalman; Dualität
  • Beobachter: Beobachtbarkeitsnormalform, Zustandsbeobachter und Separationstheorem 


https://www.tu-ilmenau.de/regelungstechnik/lehre/regelungs-und-systemtechnik-2/

media of instruction

Entwicklung an der Tafel, Beiblätter, Übungsblätter und Simulationsbeispiele unter:

http://www.tu-ilmenau.de/regelungstechnik/lehre/regelungs-und-systemtechnik-2

literature / references
  • Ludyk, G., Theoretische Regelungstechnik 1 & 2, Springer, 1995
  • Olsder, G., van der Woude, J., Mathematical Systems Theory, VSSD, 3. Auflage, 2004
  • Rugh, W., Linear System Theory, Prentice Hall, 2. Auflage, 1996
evaluation of teaching

Pflichtevaluation:


Freiwillige Evaluation:

WS 2011/12 (Vorlesung)

Hospitation:

Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 (AT), Master Electrical Power and Control Engineering 2013, Bachelor Technische Kybernetik und Systemtheorie 2013, Bachelor Ingenieurinformatik 2013, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 (AT), Master Wirtschaftsingenieurwesen 2015 (AT), Diplom Elektrotechnik und Informationstechnik 2017, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2018 (AT)
subject nameControl and Systems Engineering 2
examination number220333
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory
examexamination performance with multiple performances
details of the certificate

Zusätzlich zur Prüfungsleistung muss das Praktikum positiv abgeschlossen werden.

maximum number of participants
Details in major Master Biomedizinische Technik 2014
subject nameAutomatic Control and Systems Engineering 2
examination number2200508
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory elective
examwritten pass-fail certificate, 120 minutes
details of the certificate

Zusätzlich zur Prüfungsleistung muss das Praktikum positiv abgeschlossen werden.

maximum number of participants
Details in major Bachelor Mechatronik 2013
subject nameRegelungs- und Systemtechnik 2 - Profil MTR und BMT
examination number220418
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory
examexamination performance with multiple performances
details of the certificate

Zusätzlich zur Prüfungsleistung muss das Praktikum positiv abgeschlossen werden.

maximum number of participants
Details in major Bachelor Informatik 2013
subject nameRegelungs- und Systemtechnik 2 - Profil MTR und BMT
examination number220418
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory elective
examexamination performance with multiple performances
details of the certificate

Zusätzlich zur Prüfungsleistung muss das Praktikum positiv abgeschlossen werden.

maximum number of participants
Details in major Bachelor Technische Kybernetik und Systemtheorie 2010
ATTENTION: not offered anymore
subject nameControl and Systems Engineering 2
examination number2200233
credit points3
on-campus program (h)34
self-study (h)56
Obligationobligatory
examwritten examination performance, 90 minutes
details of the certificate

Zusätzlich zur Prüfungsleistung muss das Praktikum inkl. Testat erfolgreich absolviert werden.

maximum number of participants
Details in major Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009
ATTENTION: not offered anymore
subject nameControl and Systems Engineering 2
examination number2200233
credit points3
on-campus program (h)34
self-study (h)56
Obligationobligatory elective
examwritten examination performance, 90 minutes
details of the certificate

Zusätzlich zur Prüfungsleistung muss das Praktikum inkl. Testat erfolgreich absolviert werden.

maximum number of participants
Details in major Master Micro- and Nanotechnologies 2013
ATTENTION: not offered anymore
subject nameControl and Systems Engineering 2
examination number2200233
credit points4
on-campus program (h)45
self-study (h)75
Obligationobligatory
examwritten examination performance, 90 minutes
details of the certificate

Zusätzlich zur Prüfungsleistung muss das Praktikum inkl. Testat erfolgreich absolviert werden.

maximum number of participants
Details in major Master Micro- and Nanotechnologies 2008
ATTENTION: not offered anymore
subject nameControl and Systems Engineering 2
examination number2200233
credit points4
on-campus program (h)34
self-study (h)86
Obligationobligatory
examwritten examination performance, 90 minutes
details of the certificate

Zusätzlich zur Prüfungsleistung muss das Praktikum inkl. Testat erfolgreich absolviert werden.

maximum number of participants