Skip to main content
Fachgebiete
Automobil + Motoren Bauwesen + Immobilien Business IT + Informatik Elektrotechnik + Elektronik Energie + Nachhaltigkeit Finance + Banking Management + Führung Marketing + Vertrieb Maschinenbau + Werkstoffe Versicherung + Risiko
DE
EN
Bücher
Zeitschriften
Themenseiten
Organisationspsychologie Projektmanagement Marketing Smart Manufacturing
Weitere Formate
Podcasts Webinare Technik Webinare Wirtschaft Kongresse Veranstaltungskalender Awards
Jetzt Einzelzugang starten
Zugang für Unternehmen
Referenzkunden
SLX-Digitalkonferenz: Zukunftswerkstatt 2024

Mehr Umsatz mit Top-Kontakten

Am 7. Mai erfahren Sie, wie Vertriebsteams Leadgenerierung, Leadnurturing und Leadstrategien effizient steuern können.
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben

2004 | Buch | 4. Auflage

Zielstellung und theoretische Grundlagen der Regelungstechnik Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Regelungstechnik 1

Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen

verfasst von: Professor Dr.-Ing. Jan Lunze

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : Springer-Lehrbuch

Enthalten in: Professional Book Archive

Einloggen, um Zugang zu erhalten
insite
SUCHEN

Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch unterscheidet sich von bereits vorhandenen Einführungen in die Regelungstechnik in Didaktik, Stoffauswahl und Schwerpunkten. Die Darstellung zielt auf ein tiefgründiges Verständnis dynamischer Systeme und Regelungsvorgänge, wobei mit Zeitbereichsbetrachtungen im Zustandsraum begonnen und erst danach zur Frequenzbereichsdarstellung übergegangen wird. Praktische Beispiele aus unterschiedlichen Gebieten (Elektrotechnik, Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Verkehrstechnik) illustrieren die Anwendung der behandelten Methoden und zeigen den fachübergreifenden Charakter der Regelungstechnik. Mit der Einführung in MATLAB wird der Anschluss an die rechnergestützte Arbeitsweise der Ingenieure hergestellt. Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen dienen der Vertiefung des Stoffes. Die vierte Auflage wurde gegenüber der Vorauflage um Projektaufgaben und neue Übungsaufgaben erweitert. Die Beschreibung von MATLAB wurde der aktuellen Version 6,5 dieses Programmsystems angepasst.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Einführung

1. Zielstellung und theoretische Grundlagen der Regelungstechnik
Zusammenfassung
Dieses Kapitel behandelt die Zielstellung der Regelungstechnik und gibt eine Übersicht über die in beiden Bänden dieses Buches behandelten Themen.
Jan Lunze
2. Beispiele für technische und nichttechnische Regelungsaufgaben
Zusammenfassung
Es werden praktische Regelungsaufgaben erläutert, um das breite Einsatzgebiet der Regelungstechnik deutlich zu machen und auf Randbedingungen hinzuweisen, die bei den in späteren Kapiteln behandelten Beispielen nur teilweise beachtet werden können. Es zeigt sich dabei, dass sich die aus sehr unterschiedlichen Anwendungsgebieten stammenden Aufgaben in einheitlicher Weise systemtheoretisch formulieren lassen.
Jan Lunze

Modellbildung und Systemanalyse

3. Strukturelle Beschreibung dynamischer Systeme
Zusammenfassung
Nach einer kurzen Übersicht über die Ziele und den allgemeinen Weg der Modellbildung wird das Blockschaltbild dynamischer Systeme eingeführt und an Beispielen erläutert. Dann wird auf den Signalflussgrafen als alternative Beschreibungsform eingegangen.
Jan Lunze
4. Beschreibung linearer Systeme im Zeitbereich
Zusammenfassung
Dieses Kapitel beschreibt die Modelle linearer Systeme im Zeitbereich. Neben der Differenzialgleichung wird das Zustandsraummodell eingeführt. Dieses Modell basiert auf dem fundamentalen systemtheoretischen Begriff des „Zustandes“ eines dynamischen Systems. Es ist eine Standardform für Modelle, auf der viele Analyse- und Entwurfsverfahren für Regler aufbauen.
Jan Lunze
5. Verhalten linearer Systeme
Zusammenfassung
Die Lösung der Zustandsgleichung beschreibt das zeitliche Verhalten eines Systems. Im ersten Teil dieses Kapitels wird die Bewegungsgleichung für unterschiedliche Formen des Zustandsraummodells angegeben und diskutiert. Daraus werden anschließend die Übergangsfunktion und die Gewichtsfunktion als wichtige Kennfunktionen für das Übertragungsverhalten abgeleitet. Dann werden die Übertragungsglieder anhand des qualitativen Verlaufes ihrer Übergangsfunktionen klassifiziert. Das Kapitel schließt mit einem Abschnitt über Modellvereinfachung und Kennwertermittlung, in dem gezeigt wird, dass viele Systeme näherungsweise durch sehr einfache Übertragungsglieder beschrieben werden können.
Jan Lunze
6. Beschreibung und Analyse Linearer Systeme im Frequenzbereich
Zusammenfassung
Die Beschreibung und die Analyse linearer Systeme im Frequenzbereich beruhen auf der Zerlegung aller betrachteten Signale in sinusförmige Elementarsignale mit Hilfe der Fourier-bzw. Laplacetransformation. Beide Transformationen werden in den Abschnitten 6.2 und 6.4 behandelt, wobei es vor allem auf ihre ingenieurtechnische Interpretation ankommt. Als Modelle dynamischer Systeme werden in den Abschnitten 6.3 bzw. 6.5 der Frequenzgang und die Übertragungsfunktion eingeführt. Im Abschn. 6.7 werden die Eigenschaften wichtiger Übertragungsglieder im Frequenzbereich untersucht.
Jan Lunze
7. Der Regelkreis
Zusammenfassung
Dieses Kapitel behandelt grundlegende Eigenschaften von Regelkreisen, wobei die erreichbare Regelgüte, notwendige Entwurfskompromisse sowie die Wahl der Reglerstruktur im Vordergrund stehen.
Jan Lunze
8. Stabilität rückgekoppelter Systeme
Zusammenfassung
Nach Einführung des Stabilitätsbegriffs dynamischer Systeme beschäftigt sich dieses Kapitels mit der Stabilität rückgeführter Systeme, wobei ausführlich das Nyquistkriterium behandelt wird. Es wird dann eine Erweiterung dieses Kriteriums zur Überprüfung der robusten Stabilität angegeben.
Jan Lunze

Entwurf einschleifiger Regelkreise

9. Entwurf einschleifiger Regelkreise
Zusammenfassung
Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Entwurfsverfahren für einschleifige Regelkreise und behandelt Einstellregeln, bei denen die Reglerparameter mit Hilfe experimentell ermittelter Übergangsfunktionen der Regelstrecke bestimmt werden.
Jan Lunze
10. Reglerentwurf Anhand des PN-Bildes des Geschlossenen Kreises
Zusammenfassung
Der Reglerentwurf anhand des Pol-Nullstellen-Bildes des geschlossenen Kreises beruht auf der Konstruktion der Wurzelortskurve, die die Abhängigkeit der Pole des geschlossenen Kreises von der Regierverstärkung beschreibt. Mit Hilfe der Konstruktionsvorschriften für Wurzelortskurven können aus gegebenen Forderungen an die Lage der Pole des geschlossenen Kreises sowohl die Reglerstruktur als auch die Reglerparameter bestimmt werden.
Jan Lunze
11. Reglerentwurf anhand der Frequenzkennlinie der offenen Kette
Zusammenfassung
Ausgehend von den Dynamikforderungen an den geschlossenen Regelkreis werden Bedingungen an die Frequenzkennlinie der offenen Kette aufgestellt, die durch eine geeignete Wahl des Reglers erfüllt werden müssen. Dann wird gezeigt, wie Entwurfsaufgaben gelöst werden können, bei denen einerseits das Führungsverhalten und andererseits das Störverhalten des Regelkreises maßgebend für die Erfüllung der gestellten Güteforderungen ist.
Jan Lunze
12. Weitere Entwurfsverfahren
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden Entwurfsverfahren behandelt, bei denen das Regelstreckenmodell explizit im Regler enthalten ist.
Jan Lunze
13. Erweiterungen der Regelungsstruktur
Zusammenfassung
Die Wirkung von Regelungen kann wesentlich verbessert werden, wenn die Struktur des Regelkreises erweitert wird. Im Folgenden werden „näherungsweise einschleifige“ Regelkreise behandelt, von denen sich in der Praxis vor allem die Störgrößenaufschaltung, die Regelung mit Hilfsregelgröße bzw. Hilfsstellgröße und die Kaskadenregelung bewährt haben.
Jan Lunze
Backmatter
Metadaten
Titel
Regelungstechnik 1
verfasst von
Professor Dr.-Ing. Jan Lunze
Copyright-Jahr
2004
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-09721-2
Print ISBN
978-3-540-20742-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-09721-2