Technische Universität Ilmenau

Regelung mechatronischer Systeme - 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 Regelung mechatronischer Systeme im Studiengang Master Mechatronik 2014
ACHTUNG: wird nicht mehr angeboten!
Modulnummer7401
Prüfungsnummer2200091
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer 2211 (Automatisierungstechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Christoph Ament
TurnusSommersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte3
Präsenzstudium (h)22
Selbststudium (h)68
VerpflichtungPflichtmodul
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten
Details zum Abschluss
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
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 und erworbene Kompetenzen

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 und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

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: