Inhaltsverzeichnis. Birgit Steffenhagen. Kleine Formelsammlung Regelungstechnik ISBN: Weitere Informationen oder Bestellungen unter

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1 Inhaltsverzeichnis Birgit Steffenhagen Kleine Formelsammlung Regelungstechnik ISBN: Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel. Carl Hanser Verlag, München

2 Inhaltsverzeichnis 1 Grundbegriffe Systeme und Signale Steuerung und Regelung Lineare, kontinuierliche Systeme Eigenschaften von linearen Systemen Darstellungsformen von Systemen Blockschaltbild (Strukturbild) Signalflussbild(Wirkungsplan) Beschreibung linearer Systeme imzeitbereich Differenzialgleichung Systembeschreibung mit Hilfe von Testfunktionen Beschreibung linearer Systeme imbildbereich Laplace-Transformation Übertragungsfunktion Frequenzgang Grundlegende Eigenschaften ausgewählter Systeme Zustandsraummodell Definition Regelungsnormalform für Eingrößensysteme Beobachtungsnormalform für Eingrößensysteme Diagonalform, Jordan'sche Normalform Ähnlichkeitstransformation Lösung der Zustandsgleichung im Zeitbereich Lösung der Zustandsgleichung imlaplace-bereich... 77

3 Inhaltsverzeichnis Zusammenhang von Zustandsraummodell und Übertragungsfunktion beieingrößensystemen Zustandsraummodell gekoppelter Eingrößensysteme Analysevon Systemeigenschaften Stabilität Steuerbarkeit Beobachtbarkeit Nichtlineare Systeme Eigenschaften von nichtlinearen Systemen Nichtlineares Zustandsraummodell Linearisierung Linearisierung statischer Nichtlinearitäten Linearisierungnichtlinearer Differenzialgleichungen Linearisierung nichtlinearer Zustandsraummodelle Linearisierung durch Rückführung Linearisierung mit inverser Kennlinie Harmonische Linearisierung (Beschreibungsfunktion) Modellbildung Definition undeinteilung von Modellen Prozessanalyse(theoretischer Weg) Physikalische Analogien Bilanzraummethode Prozessidentifikation (experimenteller Weg) Methoden zur Auswertung der Sprungantwort Parameterschätzung mit dermethode der kleinsten Fehlerquadrate Ermittlung der Frequenzantwort...126

4 8 Inhaltsverzeichnis 5 EinschleifigerRegelkreis Struktur und Übertragungsverhalten Stabilität im geschlossenen Regelkreis Definition und Bedeutung wichtiger Gütemaße Zeitbereich, Sprungantwort GütefunktionaleimZeitbereich Frequenzbereich Zusammenhang der KenngrößenimZeit- und Frequenzbereichfür Führungsverhalten Kenngrößen für Störverhalten Reglerentwurf Entwurfsschritte Anforderungen an die Regelung Auswahl der Reglerstruktur Reglerentwurf mitempirischen Einstellregeln Reglerentwurf im Frequenzbereich Polvorgabe Parameteroptimierung Praktische Aspekte beider Reglerrealisierung Modifikationen des PID-Algorithmus Anti-Windup-Maßnahmen Hand-Automatik-Umschaltung Realisierung von Reglern mit analogen Bausteinen Digitale Realisierung von Reglern Diskretisierung des PID-Reglers Wahl der Abtastzeit Einstellregeln unter Berücksichtigung der Abtastzeit

5 Inhaltsverzeichnis 9 6 Weiterführende Regelkonzepte Behandlung vonstörgrößen Verwendung von Hilfsregelgrößen Verwendung von Hilfsstellgrößen Smith-Prädiktor Mehrgrößenregelung Mehrgrößenregelstrecke Entkopplungsregler Zustandsregelung Entwurf von Zustandsreglern Konzept derzustandsregelung Entwurf von Zustandsreglern durch Polvorgabe Zustandsregler durch Optimierung (LQR) Zustandsrückführung mit Vorfilter Zustandsrückführung mit zusätzlichemi-regler Zustandsbeobachtung kontinuierlicher Systeme Mathematisches Modell des Beobachters nach Lueneberger Stabilität undeigenschaften desbeobachters Dualitätzwischen Zustandsreglerund Beobachter Beobachterentwurf Entwurf eines reduzierten Beobachters Regelung unterverwendung beobachteter Zustandsgrößen...208

6 10 Inhaltsverzeichnis 8 Nichtlineare Regelkreise Regelkreise mitzweipunktgliedern im Zeitbereich Zweipunktregler ohne Hysterese an P-T 1 -T t -Strecke Zweipunktregler mit Hysterese an P-T 1 -Strecke Zweipunktregler mit Hysterese an P-T 1 -T t -Strecke Zweipunktregler mit Hysterese an I-T t -Strecke Regelkreise mitdreipunktgliedern Zwei- unddreipunktregler mitrückführung Zweipunktregler mit verzögerterrückführung (PD- Verhalten) Zweipunktregler mit verzögert nachgebender Rückführung (PID-Verhalten) Dreipunktregler mit verzögerter Rückführung und integralem Stellglied(PI-Verhalten) Analyse von nichtlinearen Regelkreisen mittels Beschreibungsfunktion Gleichungder harmonischen Balance Stabilität von Grenzschwingungen Literaturverzeichnis 226 Sachwortverzeichnis 227