Regelungstechnik
Automatic Control

Modul MW9020

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Regelungstechnik (Prof. Lohmann) bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

MW9020 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Regelungstechnik - und allgemein die Automatisierungstechnik - beschäftigt sich mit der gezielten Beeinflussung von technischen Systemen. Das betrachtete System ist dadurch gekennzeichnet, dass es gegenüber dem Rest der Welt abgegrenzt ist und mit der Umgebung über Ein- und Ausgangssignale in Beziehung steht. Der Entwurf von Einrichtungen, die Eingangssignale derart generieren, dass die Ausgangssignale gewünschtes Verhalten aufweisen, ist Gegenstand der Regelunstechnik. Inhalt: 1. Begriff der Regelung 2. Modellbildung 3. Die Laplace-Transformation 4. Analyse dynamischer Systeme 5. Regelkreis und Stabilität 6. Reglerentwurf 7. Erweiterte Regelungsstrukturen und Zustandsregelung 8. Digitale Realisierung

Lernergebnisse

Die Teilnehmer des Moduls sollen nach der Veranstaltung in der Lage sein - Modelle einfacher mechanischer und elektrischer Systeme im Zeit- und Frequenzbereich herzuleiten, - Kennlinien und Differentialgeichungen zu linearisieren, - Systemeigenschaften wie Stabilität, Übertragunsverhalten, Linearität, usw. zu analysieren, - Systemantworten mit Hilfe der Laplace-Transformation zu berechnen, - mit Bode-Diagrammen und Ortskurven sicher umzugehen, - einfache Reglerentwürfe im Zeit- und Frequenzbereich durchzuführen und die Stabilitätskriterien anzuwenden, - erweiterte Regelungsstrukturen, wie Störgrößenaufschaltungen, Vorsteuerungen und Kaskadenregelungen zu entwerfen, - kontinuierliche Regler in diskrete Rechenvorschriften für den Digitalrechner umzuwandeln, - das Konzept des Zustandsraums zu verstehen und einfache Zustandsraummethoden anzuwenden

Voraussetzungen

Vorausgesetzt wird der Stoff folgender Vorlesungen: Höhere Mathematik I-III. Insbesondere der sichere Umgang mit komplexen Zahlen und der Laplace-Transformation Technische Mechanik I-III. Modellierung einfacher mechanischer Systeme. Technische Elektrizitätslehre I. Modellierung einfacher elektrischer Schaltungen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 3 Regelungstechnik - Vorlesung - (MW9020, MW2022, MW1530) Dienstag, 08:15–09:45
Mittwoch, 10:00–10:45
UE 2 Regelungstechnik - Hausaufgabenübung - (MW9020, MW2022, MW1530) Montag, 11:00–12:30
Donnerstag, 13:30–15:00
UE 1 Regelungstechnik - Übung - (MW9020, MW2022, MW1530) Mittwoch, 10:45–11:30
UE 2 Regelungstechnik - Vertiefungs- und Literaturübung - (MW9020, MW2022, MW1530) Dienstag, 13:30–14:15
Dienstag, 14:15–15:00
sowie einzelne oder verschobene Termine
UE 1 Regelungstechnik - Zusatzübung - (MW9020, MW2022, MW1530) Montag, 16:45–17:45
Dienstag, 16:00–17:00
sowie einzelne oder verschobene Termine

Lern- und Lehrmethoden

In der Vorlesung werden durch Vortrag und Tafelanschrieb alle Methoden systematisch aufeinander aufbauend hergeleitet und an Beispielen illustriert. Weiteres Begleitmaterial steht in Form von Beiblättern zum Download zur Verfügung. Übungsblätter werden zum Download bereitgestellt und im Rahmen der Übung vorgerechnet, wobei die aktive Teilnahme der Studierenden durch Fragen und Kommentare erwünscht ist. Zu allen Aufgaben stehen Musterlösungen zur Verfügung. Weiterhin wird eine Zusatzübung angeboten, die den in der Vorlesung und Übung vermittelten Stoff weiter vertieft. Sie bietet Raum für zusätzliche Aufgaben und beleuchtet Themen der Vorlesung und Übung aus anderen Blickwinkeln, um Zusammenhänge herauszuarbeiten. Übungsblätter und Musterlösungen zu den Zusatzübungen stehen zum Download zur Verfügung. Die wöchentliche Assistentensprechstunde bietet eine weitere Möglichkeit zur Klärung offener Fragen. Umfangreiche Prüfungsammlungen mit Musterlösungen stehen als Download zur Verfügung.

Medienformen

Vortrag, Tafelanschrieb, Beiblätter, Übungen und Zusatzübungen zum Download

Literatur

[1] Föllinger, O.: Regelungstechnik. 10. Auflage, Hüthig-Verlag 2008. Ein Standard-Werk. Der Vorlesungsstoff wird bis auf wenige Ausnahmen gut abgedeckt. [2] Lunze, J.: Regelungstechnik 1 Springer 1997. Lehrbuch in 2 Bänden, dessen 1. Band das den Stoff ebenfalls gut abdeckt. Viele Beispiele und Übungsaufgaben, auch mit MATLAB. [3] Isermann, R.: Regelungstechnik I. Shaker Verlag 2002 [4] Horn, M. und Dourdoumas, N.: Regelungstechnik. Pearson Studium 2004

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen Prüfung sind die vermittelten Inhalte auf verschiedene Problemstellungen anzuwenden. Besonderer Wert wird auf das Verständnis des Stoffs gelegt, weshalb Lösungsansätzen und Transferleistungen ein hoher Stellenwert zukommt.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.