Digitale Regelungen
- Typ: Vorlesung
- Semester: Wintersemester 22/23
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Ort:
online
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Zeit:
Mo. 14:00 - 17:15 Uhr
Termine 2022: 24.10., 07.11., 21.11., 05.12., 19.12.
Termine 2023: 09.01, 23.01. - Dozent:
- SWS: 2 h
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Hinweis:
Sprache: deutsch
Aufgrund der aktuellen Coronasituation wird die Vorlesung Digitale Regelungen bis auf weiteres nicht mehr in Präsenz sondern online stattfinden. Weitere Informationen finden Sie im ILIAS-Kurs.
Klausurergebnisse
- Ergebnisse der Klausur vom 02.03.2022
- Klausureinsicht:
Melden Sie sich bitte per E-Mail an felix.hauser∂kit.edu um an der Klausureinsicht teilzunehmen. Die Klausureinsicht wird individuell und persönlich am Institut für Mess- und Regelungstechnik (Gebäude 40.32) erfolgen.
Prüfung
Die Prüfung findet am Montag 15.08.2022 von 11:00 bis 12:00 Uhr statt. Ort der Prüfung ist der Rudolf-Plank-Hörsaal (RPH, 40.32). Die Anmeldung erfolgt online über das "Studierendenportal des KIT" unter: https://studium.kit.edu
- Bitte beachten: Sie haben die Möglichkeit, die Prüfungsanmeldung unter "angemeldete Prüfungen" auszudrucken. Bitte bringen Sie diesen Ausdruck als Nachweis sicherheitshalber zur Klausur mit.
- Zur Teilnahme an der Klausur ist eine Anmeldung bis eine Woche vor der Klausur (07.08.2022, 23:59 Uhr) erforderlich. Danach ist eine Anmeldung zur Klausur nicht mehr möglich!
- Teilnehmer, welche sich nicht über das Studierendenportal anmelden können, können sich im Sekretariat des Lehrstuhls (Geb. 40.32, Zi. 140) von 09:00 bis 11:00 Uhr und von 13:00 bis 15:00 Uhr unter Vorlage der Zulassungsbescheinigung des Prüfungsamtes anmelden.
- Abmeldeschluss: bis zum 07.08.2022, 23:59 Uhr, online über das "Studierendenportal des KIT", danach ist eine Abmeldung bis zum Beginn der Prüfung persönlich bei der Prüfungsleitung möglich.
Die Klausur dauert 60 min und wird schriftlich durchgeführt. Sie dürfen alle schriftlichen Hilfsmittel (Vorlesungsfolien, Mitschriften, Bücher) verwenden. Mobiltelefone oder andere Kommunikationsmittel sind nicht erlaubt.
Hinweis: Bitte beachten Sie die aktuellen KIT Regularien für schriftliche Prüfungen. Bringen Sie bitte einen Nase/Mund-Schutz zur schriftlichen Prüfung mit.
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:
- Einführung in digitale Regelungen
Motivation für die digitale Realisierung von Reglern
Grundstruktur digitaler Regelungen
Abtastung und Halteeinrichtung
- 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
- 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