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2011 | Buch

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Praktische Regeltechnik

Anwendungsorientierte Einführung für Maschinenbauer und Elektrotechniker

verfasst von: Peter F. Orlowski

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : VDI-Buch

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Inhaltsverzeichnis

Über dieses Buch

Dies ist eine auf optimalen Lernerfolg ausgerichtete Einführung für Studierende der praxisorientierten technischen Fächer und ein Nachschlagewerk für Ingenieure im Beruf. Der Blick auf die Anwendung steht stets im Vordergrund. Einen großen Raum nehmen daher die konkreten Praxisbeispiele ein. So gibt es ein umfangreiches Kapitel, in dem ausschließlich typische Anwendungen beschrieben werden.

Zur Einübung des Gelernten und zur industriellen Optimierung von Regelkreisen wird das Programm SIMLER-PC verwendet, das in der Vollversion als Download zur Verfügung steht.

Im Allgemeinen genügt zum Verständnis die Oberstufenmathematik; wenn nicht, werden die benötigten Werkzeuge erklärt.

Für die 9. Auflage wurden die Kapitel 3 – 9 neu bearbeitet. Es wurden passende Beispiele eingefügt, die sich an den Industriestandards orientieren. Ebenfalls neu sind die Anwendungen für SPS (Speicher Programmierbare Steuerungen) und zwei Benutzeroberflächen für MATLAB Simulink mit Simulations-Beispielen. Außerdem wurden verschiedene PID-Regleralgoirtihmen mit Anwendungen eingefügt.

Das Programm SIMLER-PC steht weiterhin in der Vollversion als Download zur Verfügung.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Grundbegriffe der Regeltechnik

Zusammenfassung

Die Lösungsmittel zur Führung industrieller Prozesse bzw. Anlagen sind Steuerungs- und Regeleinrichtungen. Beide unterscheiden sich prinzipiell in ihrer Wirkungsweise.

Peter F. Orlowski

2. Berechnung von Regelkreisen

Zusammenfassung

Eine Aussage über die Güte einer Regelung wird durch die Betrachtung des stationären und vor allem des dynamischen Verhaltens vorgenommen.

Peter F. Orlowski

3. Regelkreisglieder

Zusammenfassung

Es wurde bereits in den vorangegangenen Abschnitten gezeigt, daß es sinnvoll ist, ein Regelkreis-Modell in Form der beiden Hauptstrukturen Regler und Strecke zu verwenden. Gelingt es, die gesamte Strecke in einzelne rückwirkungsfreie und bekannte Strukturen (Regelkreisglieder) zu zerlegen, vereinfacht sich die Berechnung der Regelung bzw. des Reglers erheblich. Außerdem lassen sich Parameteränderungen zur Verbesserung des Übertragungsverhaltens gezielt durchführen.

Peter F. Orlowski

4. Komponenten der Automatisierung

Zusammenfassung

In den vorangegangenen Abschnitten wurden die grundlegenden Strukturen zur Behandlung von Regelkreisen dargelegt, die zum Verständnis der Regeltechnik unumgänglich sind. Dieser Abschnitt zeigt nun Wege auf, mit denen Regeltechnik aus der Erfahrung und Anschauung einfach und doch effizient betrieben werden kann. Ausgangspunkt ist jeweils eine lineare oder linearisierte Strecke, für die der “passende” Regler zu entwerfen ist. Dazu sind in der Literatur viele in der Praxis erprobte Methoden und Verfahren angegeben /21/, /41/, /42/, /44/. Sie gehen meist von der Beurteilung der sich jeweils einstellenden Sprungantwort aus.

Peter F. Orlowski

5. Stabilitätskriterien und Optimierung

Zusammenfassung

Im Gegensatz zur Steuerung muß eine Regelung auf Stabilität untersucht werden, weil sie durch die Rückkopplung der Regelgröße zu einem schwingungsfähigen System wird. So kann es bei falscher Anpassung des Reglers auf eine vorgegebene Strecke zu unerwünschten Schwingungen der Regelgröße oder sogar zur Instabilität kommen. Es muß daher Ziel der Stabilitätsuntersuchung sein, eine bekannte oder identifizierbare Regelstrecke mit der passenden Regeleinrichtung zu versehen und deren Parameter optimal einzustellen. Dazu wurden in Abschnitt 4.1.2 für bestimmte Regelstrecken Einstellregeln angegeben, die sich in der Praxis bewährt haben. Ist man bestrebt, zuverlässige Aussagen über die Stabilität beliebiger Regelkreise zu erzielen, sind Kenntnisse der Stabilitätskriterien unumgänglich. Der Praktiker entscheidet sich dann für ein Stabilitätskriterium, das der Problemstellung am besten angepaßt ist /18/, /43/. Bücher zu diesem und dem folgenden Kapitel sind in den Abschnitten 10.2 und 10.3 aufgeführt.

Peter F. Orlowski

6. Ausgewählte Beispiele der Regeltechnik

Zusammenfassung

In den zuvor behandelten Abschnitten wurden die grundlegenden Voraussetzungen zur Behandlung regelungstechnischer Probleme geschaffen. Hier nun sollen die gewonnenen Erkenntnisse anhand ausgewählter Beispiele industrieller Regelungen weiter vertieft werden.

Peter F. Orlowski

7. Simulation, Optimierung mit SIMLER-PC

Zusammenfassung

Zu diesem Kapitel ist im Abschnitt 10.5 vergleichbare Literatur und Software angegeben (siehe auch /47/, /59/, /60/). Alle Formelzeichen wurden so gewählt, wie sie auch im Programm SIMLER-PC auf dem Bildschirm erscheinen.

Peter F. Orlowski

8. Simulation mit MATLAB Simulink

Zusammenfassung

Die in diesem Buch verwendeten Benutzeroberflächen für die Simulation mit der F_Rt-Wurzelrekursion und dem PID-Algorithmus bei verschiedenen Strekkentypen basieren auf dem Programm MATLAB Simulink /13/, /23/.

Peter F. Orlowski

9. Lösungen zu Aufgaben und Klausuren

Zusammenfassung

Durch verlegen der Störgrößen hinter die Regelstrecke erhält man das Blockschaltbild (Bild 9.1) und kann sofort Gleichung 2.8 anwenden.

Peter F. Orlowski

Backmatter

Titel: Praktische Regeltechnik
verfasst von: Peter F. Orlowski
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-19217-3
Print ISBN: 978-3-642-19216-6
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-19217-3