Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden) (RT B)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Control System Design B (State Space Methods))

Lehrveranstaltungen:

• • Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden)
    (Vorlesung, 2 SWS, Knut Graichen, Do, 8:15 - 9:45, H15, H16; Beginn der Vorlesung: Do, 17.10.2019)
  • 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:

1. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlmodulbereich aus der FAU)
2. 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))
3. 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))
4. 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))

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

1. Prüfer:

Knut Graichen

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