Regelungstechnik 1 behandelt die Gebiete Lineare Regelung, Nichtlineare Regelung und den Rechnergestützten Reglerentwurf. Der erste Teil des Buches, die Lineare Regelung, stellt eine ausführliche Einführung in die Grundlagen der Regelungstechnik dar. Nach der Analyse der unterschiedlichen Regelstrecken werden klassische und neuere Reglersyntheseverfahren im Zeit- und Frequenzbereich auf diese Strecken angewendet und miteinander verglichen. In der Nichtlinearen Regelung wird die harmonische Analyse nichtlinearer Regelkreise auf der Basis von Beschreibungsfunktionen durchgeführt, zusätzlich werden Zwei- und Dreipunktregler für die Regelung proportionaler und integrierender Regelstrecken entworfen. Im Teil Rechnergestützter Reglerentwurf werden die Einsatzmöglichkeiten moderner Reglerentwurfs- und -testwerkzeuge wie MATLAB/Simulink und dSPACE-HW/SW aufgezeigt und beschrieben. Der Anhang bietet alles Wissenswerte zum Umgang mit der Laplace-Transformation und eine Tabelle häufig verwendeter Regelkreisglieder.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Regelungstechnik 1 behandelt die Gebiete Lineare Regelung, Nichtlineare Regelung und den Rechnergestützten Reglerentwurf. Der erste Teil des Buches, die Lineare Regelung, stellt eine ausführliche Einführung in die Grundlagen der Regelungstechnik dar. Nach der Analyse der unterschiedlichen Regelstrecken werden klassische und neuere Reglersyntheseverfahren im Zeit- und Frequenzbereich auf diese Strecken angewendet und miteinander verglichen. In der Nichtlinearen Regelung wird die harmonische Analyse nichtlinearer Regelkreise auf der Basis von Beschreibungsfunktionen durchgeführt, zusätzlich werden Zwei- und Dreipunktregler für die Regelung proportionaler und integrierender Regelstrecken entworfen. Im Teil Rechnergestützter Reglerentwurf werden die Einsatzmöglichkeiten moderner Reglerentwurfs- und -testwerkzeuge wie MATLAB/Simulink und dSPACE-HW/SW aufgezeigt und beschrieben. Der Anhang bietet alles Wissenswerte zum Umgang mit der Laplace-Transformation und eine Tabelle häufig verwendeter Regelkreisglieder.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Regelungstechnik 1 führt auf anschauliche Art und Weise und unter Verwendung vieler Schaubilder und Diagramme in die Thematik ein. Das notwendige theoretische Hintergrundwissen - Aufstellen und Lösen linearer Differentialgleichungen, Ortskurvendarstellungen, Laplace-Transformation - wird ausführlich behandelt. Zum selbstständigen Erarbeiten des Lehrstoffes dienen die vielen durchgerechneten Beispiele und Aufgaben mit Lösungen.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Regelungstechnik 1 behandelt die Gebiete Lineare Regelung, Nichtlineare Regelung und den Rechnergestützten Reglerentwurf. Der erste Teil des Buches, die Lineare Regelung, stellt eine ausführliche Einführung in die Grundlagen der Regelungstechnik dar. Nach der Analyse der unterschiedlichen Regelstrecken werden klassische und neuere Reglersyntheseverfahren im Zeit- und Frequenzbereich auf diese Strecken angewendet und miteinander verglichen. In der Nichtlinearen Regelung wird die harmonische Analyse nichtlinearer Regelkreise auf der Basis von Beschreibungsfunktionen durchgeführt, zusätzlich werden Zwei- und Dreipunktregler für die Regelung proportionaler und integrierender Regelstrecken entworfen. Im Teil Rechnergestützter Reglerentwurf werden die Einsatzmöglichkeiten moderner Reglerentwurfs- und -testwerkzeuge wie MATLAB/Simulink und dSPACE-HW/SW aufgezeigt und beschrieben. Der Anhang bietet alles Wissenswerte zum Umgang mit der Laplace-Transformation und eine Tabelle häufig verwendeter Regelkreisglieder.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Regelungstechnik 1 behandelt die Gebiete Lineare Regelung, Nichtlineare Regelung und den Rechnergestützten Reglerentwurf. Der erste Teil des Buches, die Lineare Regelung, stellt eine ausführliche Einführung in die Grundlagen der Regelungstechnik dar. Nach der Analyse der unterschiedlichen Regelstrecken werden klassische und neuere Reglersyntheseverfahren im Zeit- und Frequenzbereich auf diese Strecken angewendet und miteinander verglichen. In der Nichtlinearen Regelung wird die harmonische Analyse nichtlinearer Regelkreise auf der Basis von Beschreibungsfunktionen durchgeführt, zusätzlich werden Zwei- und Dreipunktregler für die Regelung proportionaler und integrierender Regelstrecken entworfen. Im Teil Rechnergestützter Reglerentwurf werden die Einsatzmöglichkeiten moderner Reglerentwurfs- und -testwerkzeuge wie MATLAB/Simulink und dSPACE-HW/SW aufgezeigt und beschrieben. Der Anhang bietet alles Wissenswerte zum Umgang mit der Laplace-Transformation und eine Tabelle häufig verwendeter Regelkreisglieder.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Das von im Jahre 1940 vorgeschlagene Stabilitätskriterium, bekannt als Zweiortskurvenverfahren, ist im Buch durch Einsatz eines gespiegelten negativ inversen Reglers zu einem neuen Verfahren (DBV) überarbeitet und in einem Bode-Diagramm mit drei getrennten Amplituden- und Phasengängen angewendet. Das DBV hat mehrere Vorteile gegenüber bekannten Nyquist- oder Michailow-Stabilitätskriterien und lässt die Stabilität von Regelkreisen direkt anhand Bode-Plots der Regelstrecke prüfen. Die Übungsaufgaben sind mit Lösungen begleitet, die zum besseren Verständnis mit MATLAB simuliert sind.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Das von im Jahre 1940 vorgeschlagene Stabilitätskriterium, bekannt als Zweiortskurvenverfahren, ist im Buch durch Einsatz eines gespiegelten negativ inversen Reglers zu einem neuen Verfahren (DBV) überarbeitet und in einem Bode-Diagramm mit drei getrennten Amplituden- und Phasengängen angewendet. Das DBV hat mehrere Vorteile gegenüber bekannten Nyquist- oder Michailow-Stabilitätskriterien und lässt die Stabilität von Regelkreisen direkt anhand Bode-Plots der Regelstrecke prüfen. Die Übungsaufgaben sind mit Lösungen begleitet, die zum besseren Verständnis mit MATLAB simuliert sind.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Die mechatronische Produktentwicklung ist ein Ansatz der interdisziplinären Entwicklung von Produkten. Dieser zentralisiert die Funktionen des Endprodukts und bricht dabei disziplinabhängige Grenzen auf. Darüber hinaus optimiert der Ansatz den Ressourcenbedarf, indem vor der Fertigung der ersten Komponente umfängliche virtuelle Untersuchungen durchgeführt werden. Im Rahmen des Buches „Mechatronische Produktentwicklung am Beispiel einer permanentmagnetisch erregten Synchronmaschine (PMSM)“ wird den Lesern der Entwicklungszyklus der mechatronischen Produktentwicklung von der Anforderung bis zum fertigen Prototypen nähergebracht. Hierbei werden die Leser durch eine praxisnahe Ausrichtung des Buches in die Lage versetzt, im Anschluss mechatronische Produkte gesamtheitlich zu sehen und zielorientierte Lösungsansätze zu finden. Darüber hinaus wird die Kompetenz im Hinblick auf Entwurfsverfahren mechatronischer Produkte erweitert und der Sinn für gesamtheitliches Systemverhalten geschärft.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Die mechatronische Produktentwicklung ist ein Ansatz der interdisziplinären Entwicklung von Produkten. Dieser zentralisiert die Funktionen des Endprodukts und bricht dabei disziplinabhängige Grenzen auf. Darüber hinaus optimiert der Ansatz den Ressourcenbedarf, indem vor der Fertigung der ersten Komponente umfängliche virtuelle Untersuchungen durchgeführt werden. Im Rahmen des Buches „Mechatronische Produktentwicklung am Beispiel einer permanentmagnetisch erregten Synchronmaschine (PMSM)“ wird den Lesern der Entwicklungszyklus der mechatronischen Produktentwicklung von der Anforderung bis zum fertigen Prototypen nähergebracht. Hierbei werden die Leser durch eine praxisnahe Ausrichtung des Buches in die Lage versetzt, im Anschluss mechatronische Produkte gesamtheitlich zu sehen und zielorientierte Lösungsansätze zu finden. Darüber hinaus wird die Kompetenz im Hinblick auf Entwurfsverfahren mechatronischer Produkte erweitert und der Sinn für gesamtheitliches Systemverhalten geschärft.
Aktualisiert: 2023-04-01
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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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Zum realitätsnahen, simulationsgestützten Entwurf von Filtern und Reglern für biotechnische Prozesse ist die Berücksichtung stochastischer Einflussgrößen unabdingbar. Dabei werden Kontrollkomponenten gesucht, die ein robustes Verhalten gegenüber Störgrößen aber auch bei Systemunschärfen aufweisen. Ausgehend von kontinuierlichen deterministischen Prozessmodellen wird in diesem Buch deren „natürliche" Erweiterung zu Systemen stochastischer Differentialgleichungen aufgezeigt.
Anhand einiger praxisrelevanter Beispiele werden die Konsequenzen unterschiedlicher mathematischer Ansätze veranschaulicht. Weiterhin werden statistische Kriterien besprochen, mit denen eine Beurteilung von Simulationsstudien quantifiziert werden kann. Für einen konkreten biotechnischen Prozess wird dann der Entwurf einer Kontrollstrategie ausführlich diskutiert. In Simulationsstudien wird der Einfluß von stochastischen Störgrößen sowie von Unschärfen bei der Modellierung auf die Filterung untersucht. Dabei kann die Praxisrelevanz des gewählten Konzeptes belegt werden.
Aktualisiert: 2020-11-13
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Zum realitätsnahen, simulationsgestützten Entwurf von Filtern und Reglern für biotechnische Prozesse ist die Berücksichtung stochastischer Einflussgrößen unabdingbar. Dabei werden Kontrollkomponenten gesucht, die ein robustes Verhalten gegenüber Störgrößen aber auch bei Systemunschärfen aufweisen. Ausgehend von kontinuierlichen deterministischen Prozessmodellen wird in diesem Buch deren „natürliche" Erweiterung zu Systemen stochastischer Differentialgleichungen aufgezeigt.
Anhand einiger praxisrelevanter Beispiele werden die Konsequenzen unterschiedlicher mathematischer Ansätze veranschaulicht. Weiterhin werden statistische Kriterien besprochen, mit denen eine Beurteilung von Simulationsstudien quantifiziert werden kann. Für einen konkreten biotechnischen Prozess wird dann der Entwurf einer Kontrollstrategie ausführlich diskutiert. In Simulationsstudien wird der Einfluß von stochastischen Störgrößen sowie von Unschärfen bei der Modellierung auf die Filterung untersucht. Dabei kann die Praxisrelevanz des gewählten Konzeptes belegt werden.
Aktualisiert: 2020-11-19
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Die Erstellung zeitdiskreter Streckenmodelle und der darauf basierende zeitdiskrete Reglerentwurf sind für viele Studierende und berufstätige Ingenieure deutlich schwieriger als zeitkontinuierliche Regelungen. Zeitdiskrete Regelverfahren haben in der Industrie angesichts der inzwischen fast ausschließlich digitalen Umsetzung der Regelgesetze eine enorme Bedeutung erlangt. Auch der zeitdiskrete Reglerentwurf hat Entwicklungspotenzial. Daher bietet dieses Buch hierzu zahlreiche Lösungsansätze. Zu nennen sind z. B. strukturelle Ergänzungen von Regelungen wie Kaskadenregelungen, Störgrößenaufschaltungen und Vorsteuerungen, die in anderen Büchern nicht oder nur wenig behandelt werden. Eine weitere Besonderheit ist die konsequente Einbeziehung nicht diagonalisierbarer Systeme bei der Analyse des Systemverhaltens im Zustandsraum.
Das vorliegende Buch gliedert sich in zwei Teile mit ganz unterschiedlichen thematischen Schwerpunkten. In den ersten sechs Kapiteln steht die Analyse und Synthese von zeitdiskreten Regelungen im Bildbereich im Vordergrund. Im zweiten Teil des Buchs werden im Zeitbereich angesiedelte zeitdiskrete Reglerentwurfsverfahren behandelt. Dort dominieren Zustandsraumverfahren die Erläuterungen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Das Buch liefert eine einfache und für den Einsatz im Studium und in der Praxis angepasste Darstellung eines neuartigen Stabilitätskriteriums mit getrennter Behandlung von Amplituden- und Phasengängen in einem Bode-Diagramm. Die angebotenen Symmetrieverfahren sind mit Beispielen und Übungsaufgaben mit Lösungen begleitet und zum besseren Verständnis mit MATLAB simuliert. Das Buch ist sowohl für Präsenzunterricht als auch für Selbststudium geeignet.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Das Buch liefert eine einfache und für den Einsatz im Studium und in der Praxis angepasste Darstellung eines neuartigen Stabilitätskriteriums mit getrennter Behandlung von Amplituden- und Phasengängen in einem Bode-Diagramm. Die angebotenen Symmetrieverfahren sind mit Beispielen und Übungsaufgaben mit Lösungen begleitet und zum besseren Verständnis mit MATLAB simuliert. Das Buch ist sowohl für Präsenzunterricht als auch für Selbststudium geeignet.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Thomas Pursche untersucht nichtlineare dynamische Systeme vielfältiger Art auf Stabilität hin und verwendet dazu eine neuartige Methode, die – basierend auf den Stabilitätssätzen von Lyapunov – erstmals Bézout-Matrizen und den Satz von Ehlich und Zeller einsetzt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der ausführlichen Herleitung und Erörterung der Methode in Bezug auf polynomielle nichtlineare dynamische Systeme, bevor diese sowohl auf unsichere als auch auf nichtpolynomielle Systembeschreibungen erweitert werden. Der Autor verifiziert anhand zahlreicher Beispiele die vorgestellte Methode, stellt Entwurfsmethoden für Regler vor, um das ermittelte gesicherte Einzugsgebiet zu vergrößern und stellt abschließend noch ein Framework zur Untersuchung der Stabilität nichtlinearer Systeme vor.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Thomas Pursche untersucht nichtlineare dynamische Systeme vielfältiger Art auf Stabilität hin und verwendet dazu eine neuartige Methode, die – basierend auf den Stabilitätssätzen von Lyapunov – erstmals Bézout-Matrizen und den Satz von Ehlich und Zeller einsetzt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der ausführlichen Herleitung und Erörterung der Methode in Bezug auf polynomielle nichtlineare dynamische Systeme, bevor diese sowohl auf unsichere als auch auf nichtpolynomielle Systembeschreibungen erweitert werden. Der Autor verifiziert anhand zahlreicher Beispiele die vorgestellte Methode, stellt Entwurfsmethoden für Regler vor, um das ermittelte gesicherte Einzugsgebiet zu vergrößern und stellt abschließend noch ein Framework zur Untersuchung der Stabilität nichtlinearer Systeme vor.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Als erster Band des dreiteiligen Werkes zur Regelungstechnik beschäftigt sich dieses Buch in einer einführende Darstellung mit den wichtigsten klassischen Methoden zur Analyse und Synthese linearer kontinuierlicher Regelsysteme. In einheitlicher Weise werden die Eigenschaften und Beschreibungsformen von Regelsystemen im Zeit- und Frequenzbereich vom systemtheoretischen Standpunkt aus dargestellt. Das stationäre und dynamische Verhalten von Regelkreisen wird für die gebräuchlichen Regeltypen hergeleitet. Ausführlich werden die Verfahren zur Stabilitätsuntersuchung behandelt, wobei das Wurzelortskurvenverfahren zu den verschiedenen Syntheseverfahren für den Reglerentwurf überleitet. Durch zahlreiche Beispiele und vor allem durch den Zusatzband Regelungstechnik Aufgaben 1 wird das Verständnis des Stoffes vertieft.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Dieses Lehrbuch führt in die Theorie der linearen dynamischen Mehrgrößensysteme ein. Das Verhalten dieser Systeme unter dem Einfluß von deterministischen und stochastischen Signalen wird im Zeit- und Frequenzbereich analysiert. Klassische und moderne Methoden des Reglerentwurfs, zeitkontinuierliche und digitale Regler, suboptimale Beobachter und Kalman-Bucy-Filter sind Gegenstand des Buches. Die vierte Auflage wurde überarbeitet und im Bereich der modernen, anwendungsorientierten Methoden erweitert. Aufgaben mit Lösungen zu den jeweiligen Kapiteln dienen Studenten und Autodidakten zur Einübung des Gelernten und zur Selbstkontrolle.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Dieses Lehrbuch führt in die Theorie der linearen dynamischen Mehrgrößensysteme ein. Das Verhalten dieser Systeme unter dem Einfluß von deterministischen und stochastischen Signalen wird im Zeit- und Frequenzbereich analysiert. Klassische und moderne Methoden des Reglerentwurfs, zeitkontinuierliche und digitale Regler, suboptimale Beobachter und Kalman-Bucy-Filter sind Gegenstand des Buches. Die dritte Auflage wurde überarbeitet und im Bereich der modernen, anwendungsorientierten Methoden erweitert. Aufgaben mit Lösungen zu den jeweiligen Kapiteln dienen Studenten und Autodidakten zur Einübung des Gelernten und zur Selbstkontrolle.
Aktualisiert: 2022-05-26
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