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Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) (RT B)5 ECTS (englische Bezeichnung: Control System Design B (State Space Methods))
Modulverantwortliche/r: Günter Roppenecker Lehrende:
Günter Roppenecker
Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Einfrieren der UnivIS-Modul-Beschreibung: 16.8.2018
Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) (16279)
Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) (30297)
1 Regelungstechnik (40958)
1 Regelungstechnik (41358)
M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL) (42937)
M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (GPP) (42938)
Wahlmodulbereich aus der FAU (81069)
Startsemester: |
WS 2018/2019 | 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, Günter Roppenecker, Di, 14:15 - 15:45, H6; Beginn der Vorlesung: Di, 23.10.2018)
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Übungen zu Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden)
(Übung, 2 SWS, Ferdinand Fischer, Fr, 10:15 - 11:45, H6; ab 2.11.2018)
Empfohlene Voraussetzungen:
Vektor- und Matrizenrechnung sowie Grundlagen der Regelungstechnik (klassische Frequenzbereichsmethoden)
Inhalt:
- Motivation der Vorlesung
Zustandsraumdarstellung dynamischer Eingrößenstrecken und deren Vereinfachung durch Linearisierung
Analyse linearer und zeitinvarianter Zustandssysteme: Stabilität / Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit / Zusammenhänge mit dem System-Ein-Ausgangsverhalten
Entwurf der Steuer- und Regeleinrichtung: Einstellung des Sollverhaltens durch Steuerung / Bekämpfung von Anfangsstörungen durch Zustandsregelung / Resultierende Entwurfsaufgabe und deren Lösung mittels Eigenwertvorgabe / Realisierung der Zustandsregelung mittels Beobachter
Erweiterung der Grundstruktur zur Bekämpfung von Dauerstörungen: Störgrößenaufschaltung und Störgrößenbeobachtung
Entwurf beobachter-basierter Zustandsregelungen im Frequenzbereich.
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden können
die Vorzüge der Zustandsraumbetrachtung im Vergleich zur Ein-/Ausgangsbetrachtung darlegen.
für Eingrößenstrecken die Zustandsgleichungen aufstellen und durch Linearisierung vereinfachen.
für LZI-Systeme die Zustandsgleichungen in Diagonal- und Regelungsnormalform ermitteln.
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 im Zeit- und im Frequenzbereich entwerfen.
die Vorlesungsinhalte auf verwandte Problemstellungen übertragen und sich die Zustandsraummethoden der Regelungstechnik selbständig weiter erschließen sowie bei Bedarf weiter entwickeln.
Literatur:
O. Föllinger: Regelungstechnik - Einführung in die Methoden und ihre Anwendung. VDE Verlag, 12. Auflage 2016
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:
- 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))
Studien-/Prüfungsleistungen:
Vorlesung Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) (Prüfungsnummer: 70601)
(englischer Titel: Lecture: Control Engineering B (State-Space Methods))
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 70601 Vorlesung Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: Klausur, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 90, 5 ECTS, Prüfung).
- 49801 Vertiefungsrichtung Regelungstechnik (5 ECTS) (Mechatronik (Master of Science) 2012, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 49801 Vertiefungsrichtung Regelungstechnik (5 ECTS) (Mechatronik (Bachelor of Science) 2009, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 18112 Ingenieurwissenschaftliches Kernmodul (Prüfung, Form: Klausur, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
- 18212 Ingenieurwissenschaftliches Kernmodul (Prüfung, Form: Klausur, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
- 17102 Technisches Wahlfach (5 ECTS) (Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) 2009, Prüfung, Form: variabel, Zehntelnoten, Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 17002 Wahlmodule aus dem gesamten Angebot der FAU (Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) 2015s, Prüfung, Form: variabel, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 70601 Vorlesung Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: Klausur, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 90, 5 ECTS, Prüfung).
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- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5.0 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2018/2019, 1. Wdh.: SS 2019, 2. Wdh.: keine Wiederholung
1. Prüfer: | Günter Roppenecker (100213) |
- Termin: 18.04.2019, 11:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 11.10.2019, 11:00 Uhr, Ort: K 1 TechFTermin: 18.04.2019, 11:00 Uhr, Ort: Tentoria
Termin: 11.10.2019, 11:00 Uhr, Ort: K 1 TechF
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