Technische Universität Ilmenau

Control and Systems Engineering 2 - Modultafeln of TU Ilmenau

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subject properties Control and Systems Engineering 2 in major Master Micro- and Nanotechnologies 2013
ATTENTION: not offered anymore
subject number100273
examination number2200233
departmentDepartment of Computer Science and Automation
ID of group 2213 (Control Engineering Group)
subject leaderProf. Dr. Johann Reger
term Wintersemester
languageDeutsch
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
previous knowledge and experienceAbgeschlossene Fächer Mathematik 1-3,
Physik 1-2,
Regelungs- und Systemtechnik und Modul Informatik
learning outcome
  • Basierend auf der Zustandsraummethodik können die Studierenden die Zustandsgleichung eines linearen Systems lösen.
  • Die Studierenden lernen die wichtigsten Eigenschaften linearer Systeme im Zustandsraum, wie Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit, kennen und beurteilen.
  • Die Studierenden können Systeme in den gebräuchlichen Normalformen beschreiben, um Zustandsregler und Beobachter auf einfache Weise zu entwerfen.
  • Die Studierenden sind in der Lage, Zustandsregler auf verschiedenen Wegen sowohl für Eingrößen- als auch für Mehrgrößensysteme zu entwerfen.
  • Die Studierenden sind sich über Eigenheiten von zeitdiskreten Systemen sowie von Mehrgrößensystemen bewußt und verstehen diese beim Reglerentwurf zu nutzen.
  • Die Studierenden lernen erweiterte Regelkreisarchitekturen kennen und bemessen.
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

Tafel, Beiblätter, PC-Unterstützung

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: