Das Buch „Regelungstechnik für Bachelor“ wendet sich an Studierende der Fachrichtungen Elektrotechnik und Informationstechnik von Fachhochschulen und technischen Universitäten und ist im Sinne des globalen Übergangs zu Bachelor- und Master-Studiengängen konzipiert. Zwar erfordern die neuen Studiengänge neue Ausbildungskonzepte und neue Darstellungsformen des Stoffes, jedoch werden auf dem Buchmarkt immer noch die Lehrbücher der alten Diplomstudiengänge angeboten. Zusammen mit dem Buch „Regelungstechnik für Master“, das von denselben Autoren zur Veröffentlichung vorbereitet wird, trägt das vorliegende Buch seinen Beitrag zur Behebung dieses Mangels für beide Studiengänge bei.
Die klassischen Methoden der linearen Regelungstechnik sind im Buch auf eine andere, nicht traditionelle Weise, ausführlich behandelt, angefangen von Grundlagen der Systemtheorie über die Einführung von fundamentalen Begriffen der Regelungstechnik wie Regelstrecke, Regler, Regelkreis, Stabilität, bis zu Entwurfsmethoden von einfachen und vermaschten Regelkreisen im Zeit- und Frequenz-Bereich. Die theoretischen Methoden sind mit zahlreichen Beispielen, Simulationen sowie Übungsaufgaben begleitet. Die Zusatzmaterialien wie Beispiele, Lösungen, Programme usw. werden unter dem OnlinePlus-Service des Verlags zum Download angeboten.
Aktualisiert: 2017-11-30
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Das Buch hilft den Studierenden sowie den Entwicklern bei einer strukturierten Vorgehensweise zur Lösung von allgemeinen elektrotechnischen Aufgabenstellungen. Systematisch zusammengefasste Themen wie elektrisches und magnetisches Feld, Gleich- und Wechselstromkreis und Drehstrom in der Antriebstechnik sind in einem Werk mit ausführlichen Ableitungen der mathematischen Verknüpfungen sowie schematischen Darstellungen zusammengefasst. Das Buch kann auch als inhaltliche Formelsammlung angewendet werden. Auf die schematischen Darstellungen sowie ausführlichen Ableitungen wird viel Wert gelegt.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Das Buch hilft den Studierenden sowie den Entwicklern bei einer strukturierten Vorgehensweise zur Lösung von allgemeinen elektrotechnischen Aufgabenstellungen. Systematisch zusammengefasste Themen wie elektrisches und magnetisches Feld, Gleich- und Wechselstromkreis und Drehstrom in der Antriebstechnik sind in einem Werk mit ausführlichen Ableitungen der mathematischen Verknüpfungen sowie schematischen Darstellungen zusammengefasst. Das Buch kann auch als inhaltliche Formelsammlung angewendet werden. Auf die schematischen Darstellungen sowie ausführlichen Ableitungen wird viel Wert gelegt.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Viele angehende Ingenieure erleben das Fach Regelungstechnik als schwierig und unverständlich. Dies liegt zum Teil daran, dass die meisten Lehrbücher aus der Sicht der Elektrotechnik geschrieben wurden. Dieses Buch verwendet daher anschauliche Beispiele aus der Pneumatik, der Wärmelehre, der Mechanik und auch der Elektrotechnik, um die Methoden der Regelungstechnik zu erklären.
Dieses Buch richtet sich an Studenten und Ingenieure, die eine einfache, aber dennoch exakte Einführung in die Regelungstechnik suchen. Die verwendeten mathematischen Hilfsmittel sind aus den Vorlesungen der ersten Semester bekannt. In einem umfangreichen Anhang wird dieser Stoff wiederholt.
Das präsentierte Material bildet eine tragfähige Grundlage für praktische Anwendungen oder vertiefende Vorlesungen der Regelungstechnik. Zum Verständnis tragen auch die vielen Aufgaben bei, die ausführlich mit Papier und Bleistift gelöst werden.
Aktualisiert: 2022-04-24
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Das Buch behandelt klassische und moderne Methoden zur Untersuchung dynamischer Systeme. Es bietet eine ausführliche und verständliche Darstellung des Stoffes unter Berücksichtigung der Laplace-Transformation, der Verfahren der z-Transformation, sowie der digitalen Regelung mittels Mikrorechner. Zahlreiche Beispiele und Aufgaben dienen der Vertiefung des dargebotenen Stoffes. Die Regelkreisanalyse mittels MATLAB/SIMULINK sowie modell- und wissensbasierte Verfahren wie Neuro-Fuzzy werden ebenso behandelt. Aufgrund der ausführlichen Darstellung und der zahlreichen Beispiele und Aufgaben ist das Buch zum Selbststudium besonders gut geeignet. Es wendet sich an die mehr praxisbezogenen Studiengänge der Elektrotechnik und des Maschinenbaus.
Aktualisiert: 2023-04-07
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Strukturbildung ist Modellbildung. Durch Strukturen können technische Systeme wie mit einem Teststand simuliert, dimensioniert und optimiert werden. Das ist ein unschätzbarer Vorteil, denn Fehler werden schon in der Entwurfsphase erkannt und korrigiert.
Im Band 1 wurden im Kapitel 1 die zur Modellbildung nötigen statischen Grundlagen gelegt. Im Kapitel 2 wurden sie zuerst auf elektrostatische Systeme angewendet.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Aktualisiert: 2022-05-26
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Dieses Lehrbuch führt in die Theorie der linearen dynamischen Mehrgrößensysteme ein. Das Verhalten dynamischer Systeme unter dem Einfluß von deterministischen und stochastischen Vektorsignalen wird im Zeit- und Frequenzbereich analysiert, wobei die Systeme auch im Zustandsraum beschrieben werden. Die klassischen Methoden des Reglerentwurfs im Frequenzbereich werden ebenso behandelt wie die Entwurfsmethoden für optimale Regler mit quadratischen Gütekriterien. Weiter stellt der Autor Beobachter zur suboptimalen und Kalman-Filter zur optimalen Auswertung verrauschter Meßsignale vor und zeigt ihre Verwendung in Regelsystemen auf. Als Besonderheit gegenüber anderen Lehrbüchern hervorzuheben sind u. a. die konsequente Berücksichtigung des Mehrgrößenfalls sowie die Übungsaufgaben am Ende eines jeden Kapitels, die dem Studenten eine Selbstkontrolle seiner Fachkenntnisse wesentlich erleichtern.
Aktualisiert: 2023-01-22
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"Dieses Werk mit betontem Lehrbuchcharakter ist für Studierende der verschiedensten ingenieurwissenschaftlichen Fachrichtungen geschrieben worden. Auf wissenschaftlicher Basis ermöglicht es, sich anschaulich und praxisorientiert in die Prinzipien und methodischen Grundlagen der Regelungstechnik einzuarbeiten...." #"...Die Abhandlung ist in jeder Beziehung voll gelungen. Nach Absicht des Autors hat sie betonten Lernbuchcharakter. Dem dienen auch 65 geschickt gewählte Beispiele mit guten Bildern, die zum praxisnahen Selbststudium animieren. Insofern kann das Buch allen Studenten der Ingenieurwissenschaften und darüber hinaus allen, die an der Regelungstechnik Interesse zeigen, sei es zur Einarbeitung oder zur Wiederholung, uneingeschränkt empfohlen werden." #
Aktualisiert: 2023-01-22
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Als Arbeitsbuch ergänzt dieses Werk ideal das Lehrbuch des Autors im gleichen Verlag. Um die Lerninhalte sicher einsetzen zu können, sind die Übungen notwendig, die zur Vertiefung der Fähigkeiten und zur schnellen und sicheren Bearbeitung der Aufgaben dienen. Die abgedruckten Lösungen sollen lediglich zur Kontrolle der eigenen Fertigkeiten dienen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Dieses Handbuch stellt in systematischer Form alle wesentlichen Grundlagen der Elektrotechnik in der komprimierten Form eines Nachschlagewerkes zusammen. Es wurde für Studenten und Praktiker entwickelt. Für Spezialisten eines bestimmten Fachgebiets wird ein umfassender Einblick in Nachbargebiete geboten. Die didaktisch ausgezeichneten Darstellungen ermöglichen eine rasche Erarbeitung des umfangreichen Inhalts. Über 1800 Abbildungen und Tabellen, passgenau ausgewählte Formeln, Hinweise, Schaltpläne und Normen führen den Benutzer sicher durch die Elektrotechnik.
Aktualisiert: 2023-03-14
Autor:
Egon Döring,
Peter Döring,
Heribert Gierens,
Joachim Horn,
Arnfried Kemnitz,
Ulrich Lindemann,
Wilfried Plaßmann,
Detlef Schulz,
Horst Steffen,
Reinhard von Liebenstein,
Günter Wellenreuther,
Dieter Zastrow
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die Stabilitätsuntersuchung und die Reglereinstellung gehören zu klassischen Aufgaben der Regelungstechnik. Dabei wird angenommen, dass die Übertragungsfunktionen des Reglers und der Strecke gegeben sind. Daraus werden die Übertragungsfunktionen des aufgeschnittenen Regelkreises und des geschlossenen Regelkreises bestimmt.
Für die Stabilitätsuntersuchung sind mehrere Verfahren bekannt: die direkte Lösung der charakteristischen Gleichung des geschlossenen Regelkreises; die Stabilitätsprüfung des geschlossenen Regelkreises nach algebraische Kriterien wie Hurwitz-Stabilitätskriterium oder im Frequenzbereich nach Ortskurven und Bode-Diagrammen des offenen Kreises. Das bekannteste davon ist das Stabilitätskriterium von Nyquist.
Wenig bekannt in der linearen Regelungstechnik ist das Zweiortskurvenverfahren (Z.O.V.), das von A. Leonhard (1940) vorgeschlagen, dann von W. Oppelt und O. Schäfer ausgebaut wurde.
Der wesentliche Vorteil des Z.O.V. besteht darin, dass man keinen Frequenzgang des gesamten offenen Regelkreises bilden soll, sondern nur die einzelnen Frequenzgänge des Reglers und der negativ inversen Strecke.
Jedoch ist das Z.O.V. nur für nichtlineare Regelkreise geeignet. Die Anwendung des Z.O.V. für lineare Regelkreise ist eher eine Seltenheit, da die Stabilitätsanalyse anhand Ortskurven nach diesem Verfahren viel komplizierter ist als nach dem Nyquist-Stabilitätskriterium.
Dagegen ist das Zwei-Bode-Plots Verfahren (ZBV), dass von S.Zacher aus dem Z.O.V. hergeleitet und ausführlich in seinem Buch „Das zweite Leben des Zweiortskurvenverfahrens“, 2017, ISBN 978-3-937638-36-2, beschrieben wurde, frei von Nachteilen des Z.O.V. und einfach für lineare Regelkreise anwendbar. Die kurze Beschreibung des ZBV mit einem Beispiel findet man im Buch S. Zacher, M. Reuter: „Regelungstechnik für Ingenieure“, Springer Vieweg Verlag, 15. Auflage, 2017.
Im vorliegenden Buch ist die Einstellung von Standardreglern, wie PI, PD unde PID, mittels ZBV anhand Beispiele beschrieben und mit MATLAB simuliert, sowie sind die Vorteile des ZBV gegenüber renommierten Nyquist-Stabilitätskriterium gezeigt.
Aktualisiert: 2023-03-15
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Strukturbildung ist Modellbildung. Durch Strukturen können technische Systeme wie mit einem Teststand simuliert, dimensioniert und optimiert werden. Das ist ein unschätzbarer Vorteil, denn Fehler werden schon in der Entwurfsphase erkannt und korrigiert.
Im Band 1 wurden im Kapitel 1 die zur Modellbildung nötigen statischen Grundlagen gelegt. Im Kapitel 2 wurden sie zuerst auf elektrostatische Systeme angewendet.
Aktualisiert: 2023-04-03
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Das Zweiortskurvenverfahren (Z.O.V.) wurde von A. Leonhard (1940) vorgeschlagen, von W. Oppelt und O. Schäfer (1948) weiterentwickelt. Das Verfahren besteht in der Aufteilung der Ortskurve des offenen Kreises G0 in zwei getrennten Ortskurven, nämlich: die Ortskurve des Reglers GR und die negativ inverse Ortskurve -1/ Gs der Strecke. Der Vorteil des Z.O.V ist offensichtlich: es wird keine Übertragungsfunktion des gesamten offenen Regelkreises gebildet, bei Änderung von Regler-parametern soll nur die zum Regler gehörende Ortskurve erneut erstellt bzw. gezeichnet werden. Jedoch ist die Stabilitätsuntersuchung nach Z.O.V. kompliziert und unhandlich, so dass heute dieses Verfahren nur für Regelkreise mit Nichtlinearitäten angewandt ist.
Um Vorteile dieses Verfahrens zu behalten und es praktisch für lineare Regelkreise anwendbar zu machen, hat S. Zacher die Frequenzgänge der Strecke Gs und des negativ inversen Reglers -1/GR(kurz als reziprokes Bode-Diagramm GRrez des Reglers genannt) im Bode-Diagramm untersucht und daraus ein neues Stabilitätskriterium nach dem Abstand von Phasengängen hergeleitet:
Ein geschlossener Regelkreis ist stabil, wenn der Abstand zwischen Phasengängen GRrez und Gs an der Schnittstelle D von Amplitudengängen der Strecke |Gs| und des negativ inversen Reglers |GRrez| kleiner als 360° wird.
Ist der Abstand zwischen Phasengängen GRrez und Gs an der Schnittstelle D von Amplitudengängen |Gs| und |GRrez| gleich 360°, dann befindet sich der geschlossene Regelkreis an der Stabilitätsgrenze mit kritischer Durchtrittsfrequenz.
Aktualisiert: 2020-12-06
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Aktualisiert: 2019-11-29
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Viele Studenten des Maschinenbaus erleben das Fach Regelungstechnik als schwierig und unverständlich. Dies liegt zum Teil daran, dass viele Lehrbücher aus der Sicht der Elektrotechnik geschrieben wurden. Dieses Buch verwendet Beispiele aus der Pneumatik, der Wärmelehre, der Mechanik und auch der Elektrotechnik, um die Methoden der Regelungstechnik zu erklären.
Dieses Buch richtet sich an Studenten und Ingenieure, die eine einfache, aber dennoch exakte Einführung in die Regelungstechnik suchen. Die verwendeten mathematischen Hilfsmittel kennt ein Ingenieurstudent aus den Vorlesungen der ersten Semester. In einem umfangreichen Anhang wird dieser Stoff noch einmal dargestellt.
Das präsentierte Material bildet eine tragfähige Grundlage für praktische Anwendungen oder vertiefende Vorlesungen der Regelungstechnik und Systemdynamik. Dazu tragen auch die vielen Übungsaufgaben bei, deren Lösungswege im Anhang skizziert werden.
Aktualisiert: 2020-07-27
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Als Arbeitsbuch ergänzt dieses Werk ideal das Lehrbuch des Autors im gleichen Verlag. Um die Lerninhalte sicher einsetzen zu können, sind die Übungen notwendig, die zur Vertiefung der Fähigkeiten und zur schnellen und sicheren Bearbeitung der Aufgaben dienen. Die abgedruckten Lösungen sollen lediglich zur Kontrolle der eigenen Fertigkeiten dienen.
Aktualisiert: 2023-04-04
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