Gruppeneinteilung erfolgt über myStudies. The exercises will start in the 2nd week of the Semester: Fri 10-12 or Fri 12-14
Zusätzlich wird das Study Center angeboten: Mittwochs 18-20 ab der 3. Semesterwoche im HG F 3 wo die Möglichkeit des betreuten Lernens angeboten wird. Im Study Center können Studierende Vorlesungsstoff vor- oder nachbereiten und Übungen lösen.
Analyse und Synthese einschleifiger Regelsysteme (SISO). Modellierung und Linearisierung dynamischer Systeme (Zustandsraummodell, Übertragungsfunktion), Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit. Klassische Regelung mit PID-Regler. Nyquist-Kriterium, Loop-shaping mit Leadlag-Elementen.
Lernziel
Identifizieren der Rolle und Bedeutung von Regelsystemen in der Welt. Modellieren und Linearisieren von dynamischen Systemen mit einem Ein- und Ausgang. Interpretieren der Stabilität, Beobachtbarkeit und Steuerbarkeit linearer Systeme. Beschreibung und Assoziierung modularer Blöcke linearer Systeme in der Zeit- und Frequenzdomäne mit Gleichungen und grafischen Darstellungen (Bode-, Nyquistdiagramm, Zeitdomänenverhalten) und deren Wechselverhalten. Erstellen von standard Rückführungsreglern, um linearisierte Systeme zu steuern und regeln. Erklären der Unterschiede zwischen erwarteten und tatsächlichen Regelungsresultstaten.
Inhalt
Modellierung und Linearisierung dynamischer Systeme mit einem Ein- und Ausgang. Zustandsraumdarstellung der Modelle. Verhalten linearer Systeme im Zeitbereich und ihre Analyse auf Stabilität (Eigenwerte), Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit. Laplace-Transformation und Analyse des Systems im Frequenzbereich. Übertragungsfunktion des Systems. Einfluss der Pole und Nullstellen der Übertragungsfunktion auf das dynamische Verhalten (Stabilität) des Systems. Harmonische Analyse des Systems durch den Frequenzgang. Stabilitätsanalyse des Regelsystems mit dem Nyquist-Kriterium. Prinzipielle Eigenschaften und Einschränkungen von Regelsystemen. Spezifikationen des Regelsystems. Entwurf von PID-Regler. Loop-shaping und Robustheit des Regelsystems. Diskrete Regelsystemrepräsentation und Stabilitätsanalyse.
Voraussetzungen / Besonderes
Grundlagenkentnisse der (komplexen) Analysis und der linearen Algebra.
Kompetenzen
Fachspezifische Kompetenzen
Konzepte und Theorien
geprüft
Verfahren und Technologien
gefördert
Methodenspezifische Kompetenzen
Analytische Kompetenzen
geprüft
Entscheidungsfindung
gefördert
Medien und digitale Technologien
gefördert
Problemlösung
gefördert
Projektmanagement
gefördert
Soziale Kompetenzen
Kommunikation
gefördert
Kooperation und Teamarbeit
gefördert
Kundenorientierung
gefördert
Menschenführung und Verantwortung
gefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahme
gefördert
Sensibilität für Vielfalt
gefördert
Verhandlung
gefördert
Persönliche Kompetenzen
Anpassung und Flexibilität
gefördert
Kreatives Denken
gefördert
Kritisches Denken
gefördert
Integrität und Arbeitsethik
gefördert
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion
gefördert
Selbststeuerung und Selbstmanagement
gefördert
Leistungskontrolle
Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Die Leistungskontrolle wird in jeder Session angeboten. Die Repetition ist ohne erneute Belegung der Lerneinheit möglich.
Prüfungsmodus
schriftlich 135 Minuten
Zusatzinformation zum Prüfungsmodus
Zusätzlich 15 Minuten Zeit zum Durchlesen, ohne etwas zu schreiben oder Notizen zu machen.
Hilfsmittel schriftlich
Kein Taschenrechner. Zusammenfassung im Umfang von maximal 20 A4 Blättern (total 40 Seiten A4).
Falls die Lerneinheit innerhalb eines Prüfungsblockes geprüft wird, werden die Kreditpunkte für den gesamten bestandenen Block erteilt. Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.