Grundlagen der Regelungstechnik

Das Seminar vermittelt ein grundlegendes Verständnis zum Verhalten und zur Beeinflussung von linear kontinuierlichen Regelsystemen. Mit Hilfe von anschaulichen praktisch orientierten Beispielen wird eine einfache und frustfreie Anwendung der Regelungstechnik für lineare Systeme in den Vordergrund gestellt.

Ausgehend von der Aufgabenstellung „gezielte Beeinflussung dynamischer Systeme“ wird gezeigt, wie das Verhalten dieser modelliert wird. Aufbauend darauf erfolgt der Entwurf des linear kontinuierlichen Regelsystems mit klassischen, einfach verständlichen und anwendbaren industrienahen Methoden.
Am Ende sollte jeder Teilnehmer in der Lage sein mit den vorgestellten Werkzeugen Problemstellungen für die Analyse und den Entwurf von Eingrößensystemen eigenständig zu lösen und auf eigene Aufgabenstellungen zu übertragen.

Die einzelnen theoretischen Schritte und Lektionen werden mit Scilab/Xcos praktisch umgesetzt. Basierend auf dem beruflichen Hintergrund des Dozenten werden praktische Beispiele aus der elektrischen Antriebstechnik Anwendung finden.

Technisch Interessierte mit grundlegendem mathematischen Verständnis ohne regelungstechnisches Vorwissen.

Montag, 13. und Dienstag, 14. Mai 2024
9.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 Uhr

1. Einführung in die Problemstellung der Regelungstechnik

2. Modellbildung und Systemanalyse

3. Beschreibung und Verhalten linearer Systeme im Zeitbereich
– der Weg von der Differentialgleichung zum Zustandsraummodell
– Übung anhand einer Gleichstrommaschine unter XCos
– Eigenschaften wichtiger regelungstechnischer Übertragungsglieder wie P, I, D

4. Beschreibung und Analyse im Frequenzbereich
– das wichtigste Werkzeug: die Laplacetransformation
– das Pol-Nullstellen-Diagramm in der komplexen Ebene – Analyse des Systems hinsichtlich Stabilität
– die Frequenzgangdarstellung und ihr Nutzen
– Ortskurven und Bodediagramm – was verraten sie über das System?
– Übungen mit dem Pol-Nullstellen Diagram, Ortskurven und Bodediagramm mit Scilab

5. Der Regelkreis – Verhalten linearer kontinuierlicher Regelsysteme
– das dynamische Verhalten des Regelkreises (und unsere Anforderung daran)
– das Modell des Standardregelkreises
– das stationäre Verhalten auf verschiedene Anregungssignale hinsichtlich Empfindlichkeit und Robustheit

6. Stabilität rückgekoppelter Systeme
– Kriterien für Stabilität
– Stabilitätsprüfungen in Ortskurven und Frequenzliniendarstellung
– Übungen mit Scilab

7. Entwurf linearer kontinuierlicher Regelsysteme
– Entwurf im Zeitbereich durch Pol- und Nullstellenvorgabe
– Entwurf im Frequenzbereich
– Entwurf mit dem Wurzelortskurvenverfahren
– experimenteller Entwurf (der schnelle Entwurf mittels PID-Regler)
– Kaskadenregelung
– Übungen mit Scilab für die drei voran genannten Entwurfsbereiche