Technische Universität Ilmenau

Digitale Regelungssysteme - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Digitale Regelungssysteme im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
Modulnummer200021
Prüfungsnummer220435
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer 2213 (Regelungstechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Johann Reger
TurnusSommersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflichtmodul
AbschlussPrüfungsleistung mit mehreren Teilleistungen
Details zum Abschluss

Das Modul Digitale Regelungssysteme mit der Prüfungsnummer 220435 schließt mit folgenden Leistungen ab:

  • schriftliche Prüfungsleistung über 90 Minuten mit einer Wichtung von 100% (Prüfungsnummer: 2200659)
  • Studienleistung mit einer Wichtung von 0% (Prüfungsnummer: 2200660)



Details zum Abschluss Teilleistung 2:

Testat auf 2 bestandene Praktikumsversuche

Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

Regelungstechnische Grundlagen linearer Systeme im Frequenzbereich und im Zustandsraum (z.B. RST 1 und RST 2)

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls:

  • Kennen die Studierenden die Beschreibung von Abtastsystemen und deren Anwendung auf digitale Regelungen.
  • Kennen und verstehen die Studierenden die Beschreibung linearer zeitdiskreter Systeme im Zustandsraum sowie deren Ein-Ausgangsverhalten als z-Übertragungsfunktion.
  • Können die Studierenden zeitdiskrete Zustandsraummodelle auf ihre grundlegenden strukturellen Eigenschaften untersuchen.
  • Kennen die Studierenden die gängigen Verfahren zum Entwurf zeitdiskreter Regelungen und sind in der Lage diese anzuwenden.
  • Sind die Studierenden in der Lage typische Softwarewerkzeuge zur Analyse und zum Entwurf von digitalen Regelkreisen zu verwenden (Praktikum).
  •  Die Studierenden können Übungsaufgaben in Kleingruppen in Vorbereitung der Lehrveranstaltung gemeisam lösen.

  •  Die Studierenden können einfache Regelungsprobleme lösen und diese im Team am Versuchsstand implementieren.

  • Die gemeinsamen Beobachtungen bei der Versuchsdurchführung können im Team diskutiert, beurteilt und interpretiert werden.

  • - Die Studierenden können die Konzepte Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit auf Anwendungen übertragen und diese anhand von Kriterien problemangepaßt analysieren.


Können die Studierenden zeitdiskrete Regler auf gängigen Plattformen implementieren (Praktikum).

Inhalt
  • 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)
Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

Folie, Tafel

https://moodle2.tu-ilmenau.de/enrol/index.php?id=2545

Literatur
  • 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
  • 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
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