Technische Universität Ilmenau

Regelung mechatronischer Systeme - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis. Angaben zum Raum und Zeitpunkt der einzelnen Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem aktuellen Vorlesungsverzeichnis.

Fachinformationen zu Regelung mechatronischer Systeme im Studiengang Master Mechatronik 2008
ACHTUNG: wird nicht mehr angeboten!
Fachnummer7401
Prüfungsnummer2200091
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer 2211 (Automatisierungstechnik)
Fachverantwortliche(r)Prof. Dr. Christoph Ament
TurnusSommersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte3
Präsenzstudium (h)22
Selbststudium (h)68
VerpflichtungPflicht
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten
Details zum Abschluss
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
VorkenntnisseGrundkennnisse zur Regelung von Eingrößensystemen sowie die Zustandsraum-Darstellung werden vorausgesetzt, so wie sie in der Veranstaltung "Regelungs- und Systemtechnik 1 und 2" vermittelt werden.
Lernergebnisse

Die Studierenden kennen Methoden  der optimalen Regelung linearer Systeme. Sie können die Vor- und Nachteile von Entwurfsmethoden benennen und den Entwurf für konkrete Anwendungen in geeigneter Weise durchführen. Dazu zählen Entwurfsmethoden für den linear-quadratischen Optimalregler und -beobachter, den Entwurf des Kalman-Filters sowie modellprädiktiver und robuster Regelungen.

Inhalt

Mittelpunkt der Veranstaltung stehen Entwurfsverfahren für Regler, die im Sinne einer Kostenfunktion optimal sind. Nach einer Einführung zur optimalen Regelung wird der im Sinne kleinster Fehlerquadrate („Least Square“) lineare Regler und Beobachter entworfen (Kapitel 1-3).

Es folgen Ergänzungen: Die balancierte Darstellung mit optimierter Steuer- und Beobachtbarkeit, das Kalman-Filter zur optimalen Beobachtung stochastischer Systeme sowie die modellprädiktive Regelung auch für nichtlineare Systeme (Kapitel 4-6).

Der robuste Reglerentwurf bezieht auch eine Störung der Strecke in den optimalen Reglerentwurf ein (Kapitel 7-9). Die Vorlesung gliedert sich in folgende Kapitel:

  1. Einführung in die optimale Regelung
  2. Linear quadratische Regelung (Least Square Regulator)
  3. Linear quadratische Beobachtung (Least Square Estimator)
  4. Balancierte Darstellung
  5. Kalman-Filter
  6. Modellprädiktive Regelung (Model Predictive Control)
  7. Analyse unsicherer Systeme
  8. Normen
  9. Robuster Reglerentwurf
Medienformen

Die Konzepte werden während der Vorlesung an der Tafel entwickelt. Über Beamer steht ergänzend das Skript mit Beispielen und Zusammenfassungen zur Verfügung. Zur Veranschaulichung werden numerische Simulationen gezeigt. Das Skript kann im Copyshop erworben oder im PDF-Format frei herunter geladen werden. Auf der Vorlesungs-Webseite finden sich weiterhin aktuelle Informationen, Übungsaufgaben und Unterlagen zur Prüfungsvorbereitung.

Literatur
  • Regelungstechnik 2 – Mehrgrößensysteme, Digitale Regelung, Springer, 7. Auflage, 2013.
  • K. Graichen: Systemtheorie – Theorie linearer Regelsysteme, Skriptum, Universität Ulm, 2012
Lehrevaluation

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

SS 2010 (Vorlesung, Übung)

SS 2013 (Vorlesung)

Hospitation:

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modul- und Fachbeschreibungen durch den Modul- oder Fachverantwortlichen finden Sie auf den Infoseiten zum Modulkatalog.