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Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) (RT B)5 ECTS (englische Bezeichnung: Control System Design B (State Space Methods))
Modulverantwortliche/r: Knut Graichen Lehrende:
Knut Graichen, Tobias Gold
Startsemester: |
WS 2019/2020 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden)
(Vorlesung, 2 SWS, Knut Graichen, Do, 8:15 - 9:45, H15, H16; Beginn der Vorlesung: Do, 17.10.2019)
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Übungen zu Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden)
(Übung, 2 SWS, Tobias Gold, Mo, 8:15 - 9:45, H5; Beginn: n.V.)
Empfohlene Voraussetzungen:
Vektor- und Matrizenrechnung sowie Grundlagen der Regelungstechnik (klassische Frequenzbereichsmethoden)
Inhalt:
- Motivation der Zustandsraumbetrachtung dynamischer Systeme in der Regelungstechnik
Zustandsraumdarstellung dynamischer Systeme und deren Vereinfachung durch Linearisierung
Analyse linearer und zeitinvarianter Systeme: Stabilität, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Zusammenhang mit Ein-/Ausgangsbetrachtung
Auslegung von linearen Zustandsreglern für lineare Eingrößensysteme
Erweiterte Regelkreisstrukturen, insbesondere Vorsteuerung und Störgrößenkompensation
Entwurf von Zustands- und Störgrößenbeobachtern und Kombination mit Zustandsreglern (Separationsprinzip)
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden können
die Vorzüge der Zustandsraumbetrachtung im Vergleich zur Ein-/Ausgangsbetrachtung darlegen.
für dynamische Systeme die Zustandsgleichungen aufstellen und durch Linearisierung vereinfachen.
für LZI-Systeme die Zustandsgleichungen in Normalformen transformieren.
Stabilität, Steuer- und Beobachtbarkeit von Zustandssystemen definieren und LZI-Systeme daraufhin untersuchen.
ausführen, wie diese Eigenschaften mit den Eigenwerten und Nullstellen von LZI-Zustandssystemen zusammenhängen.
den Aufbau einer Zwei-Freiheitsgrade-Zustandsregelung angeben und die Zweckbestimmung ihrer einzelnen Komponenten erläutern.
realisierbare Vorsteuerungen zur Einstellung des Sollverhaltens entwerfen.
Zielstellung und Aufbau eines Zustandsbeobachters erläutern.
diesen zu einem Störbeobachter erweitern und Störaufschaltungen zur Kompensation von Dauerstörungen konzipieren.
beobachterbasierte Zustandsregelungen durch Eigenwertvorgabe entwerfen.
die Vorlesungsinhalte auf verwandte Problemstellungen übertragen und sich die Zustandsraummethoden der Regelungstechnik selbständig weiter erschließen.
Literatur:
Eine Literaturübersicht wird in der Vorlesung gegeben.
Bemerkung:
Kann parallel zu Regelungstechnik A (Grundlagen) gehört werden.
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2011 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Studienrichtung Elektrotechnik und Informationstechnik | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Berufspädagogik Technik (Master of Education)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Studienrichtung Elektro- und Informationstechnik (Masterprüfungen) | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Berufspädagogik Technik (Master of Education)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | NF Automatic Control | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Technisches Anwendungsfach (TAF) | NF Automatic Control | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Automatisierungstechnik | Kernmodule Automatisierungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Wahlfächer | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen | Studienrichtung Automatisierungstechnik | Kernmodule (Pflichtmodule) Automatisierungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Leistungselektronik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Automatisierungstechnik | Kernmodule Automatisierungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlfächer | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Automatisierungstechnik | Kern- und Vertiefungsmodule Automatisierungstechnik | Kernmodule Automatisierungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Kern- und Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Leistungselektronik | Kern- und Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): 1-4. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Studienrichtung Automatisierungstechnik | Kernmodule Automatisierungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): 1-4. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): 1-4. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlmodulbereich aus der FAU)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Automatisierungstechnik | Kernmodule Automatisierungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Energietechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2015w | TechFak | Energietechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Energietechnisches Wahlmodul | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Nebenfach | Nebenfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Automatisierungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Maschinenbau (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | 1.-4. Wahlpflichtmodul | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Maschinenbau (Bachelor of Science): 3-6. Semester
(Po-Vers. 2009s | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodule | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Maschinenbau (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | Wahlpflichtmodule | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflichtmodule | 1.-5. Wahlpflichtmodul | Wahlpflichtmodule | 11.2 Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau | Vertiefung 11 Regelungstechnik | Wahlpflichtmodul 11 | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Vertiefung 11 Regelungstechnik | Wahlpflichtmodul 11 | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Maschinenbau (Master of Science): 1-2. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Wahlpflicht-/Vertiefungsbereich in der Studienrichtung Rechnergestützte Produktentwicklung | Vertiefung 11 Regelungstechnik | Wahlpflichtmodul 11 | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | 1 Regelungstechnik | 1 Regelungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Vertiefungsrichtungen | Regelungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Mechatronik (Master of Science)
(Po-Vers. 2012 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 1 Regelungstechnik | 1 Regelungstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinelektronik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (GPP) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinelektronik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (GPP) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Modulgruppen M1, M2, M3, M5, M7 nach Studienrichtungen | Studienrichtung Medizinelektronik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Modulgruppen M1, M2, M3, M5, M7 nach Studienrichtungen | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (GPP) | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Technomathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2015w | NatFak | Technomathematik (Bachelor of Science) | Technisches Wahlfach | Technisches Wahlfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Technomathematik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | NatFak | Technomathematik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Technisches Wahlfach | Technisches Wahlfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Elektrotechnik (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Ingenieurwissenschaftlicher Wahlpflichtbereich | Schwerpunkt Elektrische Energietechnik | Wahlpflichtbereich Elektrische Energietechnik | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrotechnik | Schwerpunkt Elektrische Energietechnik | 1.+ 2. Wahlpflichtmodul | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrotechnik | Schwerpunkt Elektrische Energietechnik | Wahlpflichtmodul 7 | Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden))
Studien-/Prüfungsleistungen:
Vorlesung Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) (Prüfungsnummer: 70601)
(englischer Titel: Lecture: Control Engineering B (State-Space Methods))
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5.0 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2019/2020, 1. Wdh.: SS 2020, 2. Wdh.: keine Wiederholung
- Termin: 30.10.2020, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 09.04.2021, 10:30 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 15.10.2021, 15:00 Uhr, Ort: Mensa-Süd
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