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Systemtheorie und Regelungstechnik 1

Modulbezeichnung: Systemtheorie und Regelungstechnik 1
Modulbezeichnung (engl.): System Theory and Control Engineering 1
Studiengang: Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2402
SWS/Lehrform: 2V+2U (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Ausarbeitung (unbewertet)
Zuordnung zum Curriculum:
E2402 Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018, 4. Semester, Pflichtfach
MST2.SYS1 Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019, 4. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Benedikt Faupel
Dozent: Prof. Dr. Benedikt Faupel

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
Die Studierenden sind in der Lage, grundlegende Begriffe und mathematische Methoden zur Beurteilung elementarer ßbertragungssysteme zu beschreiben und anzuwenden. Sie analysieren das Zeit- und Frequenzverhalten kontinuierlicher ßbertragungssysteme und können diese auf Regelkreisstrukturen erweitern. Sie können den Einfluss von variierenden Reglerparametern auf das Zeitverhalten in Regelkreisen ermitteln und über Fallstudien mit Simulationsmodellen bewerten.

[letzte Änderung 13.12.2018]
Inhalt:
1. Einführung in die Systemtheorie
Definitionen / Normen und Nomenklatur / LTI-Systeme / SISO-Systeme / MIMO-Systeme / Signalflusspläne  
2. Anwendung der Laplace-Transformation und Rechenregeln
3. Elementare ßbertragungsglieder
 Differentialgleichung und ßbertragungsfunktion /  Pol-/Nullstellenverteilung /  Ortskurvendarstellung und Bodediagramm / Zeitverhalten in Form (Impuls- und Sprungantwort)
4. Standardübertragungselemente (P, I, D, PT1, PT2, PTn, IT1, IT2, ITn, DT1, DT2, Totzeitelement, Allpasselement, Lead- und Lagelement)
5. Regelkreisstrukturen
Offener Regelkreis / Führungs- und Störübertragungsverhalten / Zeitverhalten im Regelkreis
6. Stabilität
Definition der Stabilität / Algebraische Stabilitätskriterien  (Hurwitz- und Routh-Kriterium) / Vereinfachtes Nyquistkriterium in der Ortskurvendarstellung und im Bodediagramm
7. Statisches und dynamisches Verhalten von Regelkreisstrukturen
Beschreibung von Regelkreiselementen / Stör- und Führungsverhalten  / Systeme 2. Ordnung / stationäre Genauigkeit / Variation von Regelparametern
8. Technische Anwendungsbeispiele und deren Simulation mit Matlab/Simulink
Erstellung von Wirkungsplänen/  Aufstellen und Lösen von Differentialgleichungen / Bestimmung des Zeitverhalten

[letzte Änderung 26.04.2019]
Lehrmethoden/Medien:
Präsentation, Tafel, Skript

[letzte Änderung 13.12.2018]
Literatur:
Braun, Anton: Grundlagen der Regelungstechnik, Hanser, 2005
Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H.: Moderne Regelungssysteme, Pearson, 2006, 10. Aufl.
Föllinger, Otto: Laplace- Fourier- und z-Transformation, VDE, (akt. Aufl.)
Föllinger, Otto: Regelungstechnik, VDE, (akt. Aufl.)
Lutz, Holder; Wendt, Wolfgang: Taschenbuch der Regelungstechnik, Harri Deutsch, (akt. Aufl.)
Schulz, Gerd: Regelungstechnik, Oldenbourg, (akt. Aufl.)
Unbehauen, Heinz: Regelungstechnik, Vieweg + Teubner, (akt. Aufl.)

[letzte Änderung 26.04.2019]
[Fri May 29 09:50:05 CEST 2020, CKEY=e3E2402, BKEY=ei, CID=E2402, LANGUAGE=de, DATE=29.05.2020]