BMB103: Regelungstechnik (mit Praktikum)

Lernpfad Modellierung und Simulation

BMB103: Regelungstechnik (mit Praktikum)

Kurzporträt BMB103: Regelungstechnik (mit Praktikum)
Worum geht es? In diesem Modul lernen Studierende, wie technische Systeme gezielt durch eine Rückführung beeinflusst werden können. Studierende modellieren Systeme mit Differenzialgleichungen, nutzen die Laplace-Transformation, arbeiten mit Blockschaltbildern und analysieren Stabilität und Regelgüte. Im Praktikum entwerfen und bewerten Studierende Regelkreise für lineare Systeme.
Wofür braucht man es? Diese Kompetenzen werden benötigt, um stabile und anforderungsgerechte Regelkreise in technischen Anlagen, Geräten und Antrieben zu entwickeln. Die Kompetenzen helfen dabei, dynamisches Verhalten gezielt zu beeinflussen und sicher zu beherrschen.
Wieso ist es interessant? Regelungstechnik sorgt dafür, dass Systeme trotz Störungen das tun, was sie sollen. Das Modul zeigt, wie aus mathematischer Analyse ein praktisch wirksamer Regler entsteht.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Elmar Ahle

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Elmar Ahle

Verwendbarkeit

Bachelor Maschinenbau

Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Pflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

Sommersemester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

2 V | 1 Ü | 1 P | - S

Workload
Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.
Engl. Titel

Control engineering

Empfohlene Voraussetzungen
  • BMB101: Lineare Algebra: lineare Differenzialgleichungen, Eigenwerte und Eigenvektoren als Grundlage der Systemmodellierung.
  • BB005: Grundlagen der Elektrotechnik 1: mathematische Beschreibung einfacher elektrischer Netzwerke und grundlegender Schaltungen.
  • BB006: Grundlagen der Elektrotechnik 2: frequenzabhängige Netzwerke, komplexe Darstellung elektrischer Größen und Filtergrundlagen.
  • BMB102: Dynamik: mathematische Beschreibung einfacher mechanischer Systeme mit kinematischen und kinetischen Größen.
Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden können einen geschlossenen Regelkreis für ein lineares System eigenständig auslegen, analysieren und bewerten,

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

Systeme mittels Differenzialgleichungen modellieren, mit der Laplace-Transformation beschreiben, Blockschaltbilder aufstellen, Stabilität und Regelgüte analysieren, passende Regler auswählen und erweiterte Regelungsstrukturen anwenden,

WOZU

um eigenständig stabile, anforderungsgerechte Regelkreise zu entwickeln, die das gewünschte dynamische Verhalten sicherstellen.

Inhalte
  • Modellbildung und Analyse im Zeitbereich mit Differenzialgleichungen
  • Modellbildung und Analyse im Frequenzbereich mit der Laplace-Transformation
  • Reglerentwurf durch Berechnung des geschlossenen Regelkreises, Nyquistkriterium im Bodediagramm und mit Hilfe der Wurzelortskurve
  • Erweiterte Regelkreisstrukturen
Prüfungsvorleistung

aktive Praktikumsteilnahme

Prüfungsleistung

Klausur, 120 Minuten

Literatur
  • Lunze, J.: Regelungstechnik 1: Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen, Springer Verlag, 12. Auflage, 2020
  • Lunze, J.: Automatisierungstechnik: Methoden für die Überwachung und Steuerung kontinuierlicher und ereignisdiskreter Systeme, De Gruyter, 5. Auflage, 2020
  • Lutz, H.; Wendt, W.: Taschenbuch der Regelungstechnik: mit MATLAB und Simulink, Europa-Lehrmittel, 12. Auflage, 2021