Gerd Schulz

Regelungstechnik (eBook, PDF)

Grundlagen, Analyse und Entwurf von Regelkreisen, rechnergestützte Methoden

• Format: PDF

Produktbeschreibung

Eine verständliche, beispielhafte Darstellung und starker Praxisbezug zeichnen dieses Lehrbuch über lineare und nicht- lineare Regelungen aus. Im Mittelpunkt steht der Entwurf von Reglern, insbesondere mit Computerprogrammen wie MATLAB und ACSL. Dabei werden Verfahren für Kriterien im Zeitbereich, im Frequenzbereich und mit der Wurzelortkurve einheitlich vermittelt. Die Ansprüche an die mathematischen Vorkenntnisse des Lernenden sind niedrig: Erst nach ausführlicher Anwendung von Differentialgleichungen wird zur Laplacetransformation übergegangen. Zahlreiche Beispiele, Aufgaben und Lösungen geben Übungsmöglichkeiten.

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Produktdetails

• Verlag: Springer Berlin Heidelberg
• Seitenzahl: 339
• Erscheinungstermin: 12. März 2013
• Deutsch
• ISBN-13: 9783642797835
• Artikelnr.: 53105120

Autorenporträt

Gerd Schulz studierte Regelungstechnik an der TH Darmstadt und an der Stanford University in Kalifornien. Danach arbeitete er vierzehn Jahre in der Luft- und Raumfahrtforschung in der DFVLR Oberpfaffenhofen im Institut für Dynamik der Flugsysteme u. a. auf den Gebieten Parameteridentifizierung, Hubschrauber-Schwingungsisolation und Lageregelung von Satelliten. Mit einem Thema zur Parameteridentifizierung promovierte er an der TH Darmstadt bei Prof. Hänsler. Zuletzt leitete er in der DFVLR eine ESA-Studie zur Regelung großer Raumflugstrukturen. Dann ging er für drei Jahren als Projektleiter für ein Navigationsgerät des Eurofighter-Vorläufers zur Firma Litef in Freiburg bevor er einem Ruf an die Fachhochschule folgte. Er lehrte zunächst an der FH Landshut und seit 1989 hält er an der FH München Vorlesungen auf dem Gebiet der Regelungstechnik.

Inhaltsangabe

1 Einführung in die Regelung und Steuerung.- 1.1 Einfache Regelungen.- 1.2 Steuerungen.- 1.3 Signalflußplan (Blockschaltbild).- 1.4 Leitfaden durch das Buch.- 2 Mathematische Behandlung von Regelkreisgliedern.- 2.1 Die Beschreibung durch Differentialgleichungen.- 2.2 Darstellung von Regelkreisgliedern durch Übertragungsfunktion und Frequenzgang.- 2.3 Das Rechnen mit Regelkreisgliedern im Blockschaltbild.- 3 Regelstrecken.- 3.1 Proportionale Regelstrecken.- 3.2 Integrierende Regelstrecken.- 3.3 Spezielle Formen von Regelstrecken.- 3.4 Regelstrecken höherer Ordnung und instabile Regelstrecken.- 3.5 Modellbildung realer Regelstrecken.- 4 Regler und ihre Strukturen.- 4.1 Realisierung elektrischer Regler.- 4.2 Regler im geschlossenen Regelkreis.- 4.3 Regler für proportionale Strecken.- 4.4 Regler für integrierende Regelstrecken.- 5 Stabilität von Regelkreisen.- 5.1 Definition der Stabilität.- 5.2 Das Hurwitz-Kriterium.- 5.3 Das Nyquist-Kriterium.- 6 Synthese von Regelkreisen.- 6.1 Grundlegende Anforderungen an den Regelkreis.- 6.2 Grundsätzliche Reglerstruktur und Entwurfsempfehlungen.- 6.3 Analytische Bestimmung der Regelparameter.- 6.4 Empirische Einstellregeln.- 6.5 Änderungen der Regelkreisstruktur.- 7 Synthese von Regelkreisen mit dem Bode-Diagramm.- 7.1 Regelkreisanalyse im Frequenzbereich.- 7.2 Bode-Diagramme einfacher Regelkreisglieder.- 7.3 Entwurfsanforderungen im Frequenzbereich.- 7.4 Reglersynthese mit dem Bode-Diagramm.- 8 Synthese von Regelkreisen mit dem Wurzelortskurvenverfahren.- 8.1 Definition der Wurzelortskurve.- 8.2 Entwurfsspezifikationen in der s-Ebene.- 8.3 Reglerentwurf mit der Wurzelortskurve.- 9 Regelkreise mit nichtlinearen Übertragungsgliedern.- 9.1 Nichtlineare Übertragungsglieder.- 9.2 Die harmonische Balance als Analysemethode.-9.3 Ermittlung einzelner Beschreibungsfunktionen.- 9.4 Stabilitätsuntersuchung mit dem Zweiortskurvenverfahren.- 9.5 Nichtlineare Regler.- 10 Entwurf nichtlinearer Regler.- 10.1 Realisierung nichtlinearer Regler.- 10.2 Regelung von Verzögerungsstrecken.- 10.3 Regelung von integrierenden Regelstrecken.- 11 Anwendungsbeispiele.- 11.1 Drehzahlregelung einer Gleichstrommaschine mit einer Kaskadenregelung.- 11.2 Stabilisierung eines instabilen Pendels.- 12 Simulation und Analyse mit dem Digitalrechner.- 12.1 Simulation linearer Systeme.- 12.2 Simulation nichtlinearer Systeme.- 12.3 Nullstellenberechnung von Polynomen.- A Die Laplace-Transformation.- A.1 Definition der Laplace-Transformation.- A.2 Rechenregeln der Laplace-Transformation.- A.3 Die inverse Laplace-Transformation.- A.4 Anwendungen der Laplace-Transformation.- A.4.1 Lösung von Differentialgleichungen.- A.4.2 Die Übertragungsfunktion.- B Tabelle häufig vorkommender Regelkreisglieder.