Grundzüge Regelungstechnik

Studiengänge mit diesem Modul: Ingenieurwesen - Maschinenbau (INGflex) (B.Eng.)

Kurzbeschreibung: Der Einsatz der Regelungstechnik ist von strategischer Bedeutung in industriellen Prozessen. Hierdurch ergeben sich erhebliche Vorteile bei der Optimierung von Industrieprozessen. Mit dem Modul "Grundzüge Regelungstechnik" sollen die Grundlagen der Automatisierungstechnik vermittelt werden.

Lehrinhalte

1. Einführung
2. Grundbegriffe der Regelungstechnik
2.1 Kontinuierliche Prozesse
2.2 Grundprinzipien der Modellbildung
2.3 Grundprinzipien zum Einsatz von Simulationswerkzeugen
3. Grundlagen und Werkzeuge
4. Laplace-Transformation
5. Übertragungssysteme
6. Reglerentwurfsverfahren
7. Frequenzgang und Bodediagramm
8. Ortskurve
9. Stabilitätskriterien für lineare Systeme
9.1. Stabilitätsdefinition
9.2 Hurwitz-Kriterium
9.3. Untersuchung des Frequenzganges

Praktikum
1. Simulation eines dynamischen linearen Systems - klassisch und mit Hilfe von Übertragungsfunktionen
2. Untersuchungen an einem Reglermodell
3. Dimensionierung von Regelkreisen

Lernergebnisse / Kompetenzziele: Wissensverbreiterung
Die Studierenden lernen Methoden zum Entwurf von einschleifigen Regelkreisen. Sie beherrschen die Grundlagen der Laplace-Transformation und können sie zum Entwurf von Regelkreisen nutzen. Übertragungsfunktionen zur Beschreibung linearer Systeme (Differenzialgleichungen mit konstanten Koeffizienten) werden für einfache Systeme als Hilfsmittel der Reglerprogrammierung genutzt.
Wissensvertiefung
Die Studierenden verfügen über Grundlagenwissen der Regelungstechnik. Sie sind in der Lage, die Potentiale der Regelungstechnik für maschinenbauliche Fragestellungen abzuschätzen.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden können regelungstechnische Strukturen mit Hilfe des EDV-Programms Matlab/Simulink erstellen, die Regelkreise optimieren, sowie deren Analyse im Zeit- und Frequenzbereich durchführen.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierende kennen die Fachbegriffe der Regelungstechnik und können eine interdisziplinäre Kommunikation aufbauen.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden können mit Hilfe von mathematischen Methoden technische Systeme beschreiben und können anhand von Simulationsergebnissen das dynamische Verhalten analysieren und Schlussfolgerungen für den Entwurf von Automatisierungskonzepte ableiten.

Empfohlene Vorkenntnisse: Kenntnisse der Ingenieurmathematik, insbesondere: Komplexe Zahlen, Differenzialgleichungen, Linearisierung einer Funktion

Lehrende

Lehr-/Lernkonzept

Workload Dozentengebunden
Std. Workload	Lehrtyp
44	Vorlesungen
6	Labore
Workload Dozentenungebunden
Std. Workload	Lehrtyp
30	Veranstaltungsvor-/-nachbereitung
15	Literaturstudium
30	Prüfungsvorbereitung

Literatur: REUTER, Manfred: Regelungstechnik für Ingenieure. 15. Auflage. Vieweg, 2017TRÖSTER, Fritz: Regelungs- und Steuerungstechnik für Ingenieure, De Gruyter, 2015FÖLLINGER, Otto: Regelungstechnik- Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 12. Aufl., Hüthig, 2016ZACHER, Serge; Reuter, Manfred: Regelungstechnik für Ingenieure. 15. Auflage. Springer Verlag, 2017 ANGERMANN, A. et al.: Matlab – Simulink- Stateflow, De Gruyter Verlag, 2016

Prüfungsanforderungen: Nachweis der Kenntnisse der Modellbildung und Analyse linearer Übertragungsglieder einschließlich der Modellbildung, der Laplace-Transformation und Frequenzganganalyse. Kenntnisse im Entwurf von Regelkreisen unter Berücksichtigung verschiedener Regelverhalten.