Prüfung

Die Prüfung findet mündlich statt. Die Prüfungsdauer beträgt 30 Minuten.
Der Termin ist am:
Montag 25.08.2025

Ablauf der Anmeldung:
 1.  Anmelden im Campus Management System (Anmeldeschluss 18.08.2025)
 2.  Angabe Ihres Termins an info∂mrt.kit.edu via KIT E-Mail bis zum 18.08.2025
 3.  Sie bekommen eine Uhrzeit zugewiesen
 4.  Sie bestätigen den Termin

Vorlesung

In der industriellen Praxis realisiert man Regler heute überwiegend in Digitaltechnik; die Regleralgorithmen werden auf Mikroprozessoren gerechnet.Im Unterschied zu Analogreglern arbeiten Digitalregler nicht zeitkontinuierlich, sondern zeitdiskret, d. h. sie verarbeiten Daten nur zu bestimmten, zyklisch auftretenden Zeitpunkten.

Die Vorlesung führt in Methoden zur Beschreibung und Analyse von Regelungen ein, die der zeitdiskreten Arbeitsweise von Digitalreglern gerecht werden.
Beim Reglerentwurf wird einerseits an Verfahren angeknüpft, die bereits aus der zeitkontinuierlichen Betrachtung bekannt sind; diese werden auf den zeitdiskreten Fall übertragen.
Darüber hinaus wird mit dem Entwurf auf endliche Einstellzeit ein neues Verfahren vorgestellt, das auf die exakte Einstellung eines Sollwerts in endlicher Zeit zielt.

Die Vorlesung behandelt lineare Systeme mit je einer Ein- und Ausgangsgröße.

Gliederung:

1. Einführung in digitale Regelungen
   Motivation für die digitale Realisierung von Reglern
   Grundstruktur digitaler Regelungen
   Abtastung und Halteeinrichtung
    
2. Analyse und Entwurf im Zustandsraum
    Zeitdiskretisierung kontinuierlicher Strecken
    Zustandsdifferenzengleichung
    Stabilität - Definition und Kriterien
    Zustandsreglerentwurf durch Eigenwertvorgabe
    PI-Zustandsregler
    Zustandsbeobachter, Separationstheorem
    Strecken mit Totzeit
    Entwurf auf endliche Einstellzeit
    
3. Analyse und Entwurf im Bildbereich der z-Transformation
   z-Transformation, Definition und Rechenregeln
    Beschreibung des Regelkreises im Bildbereich
    Stabilitätskriterien im Bildbereich
    Reglerentwurf mit dem Wurzelortskurvenverfahren
    Übertragung zeitkontinuierlicher Regler in zeitdiskrete Regler

Literatur:

• Lunze, J.: Regelungstechnik 2, 3. Auflage, Springer Verlag, Berlin Heidelberg 2005
• Unbehauen, H.: Regelungstechnik, Band 2: Zustandsregelungen, digitale und nichtlineare Regelsysteme. 8. Auflage, Vieweg Verlag, Braunschweig 2000
• Föllinger, O.: Lineare Abtastsysteme. 4. Auflage, R. Oldenbourg Verlag, München Wien 1990
• Ogata, K.: Discrete-Time Control Systems. 2nd edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs 1994
• Ackermann, J.: Abtastregelung, Band I, Analyse und Synthese. 3. Auflage, Springer Verlag, Berlin Heidelberg 1988