Literaturverzeichnis. [4] Bode, H.: MATLAB in der Regelungstechnik. B.G.Teubner Verlag, Stuttgart / Leipzig,

Transkript

1 47 Lieraurverzeichnis [] Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohlfahr, U.: Malab-Simulink-Saeflow. Verlag R.Oldenbourg, München / Wien,. Auflage, 3 [] Bergmann, J.: Lehr- und Übungsbuch Auomaisierungs- und Prozessleiechnik. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München / Wien, 999 [3] Beucher, O.: MATLAB und Simulink. Addison-Wesle, Pearson Sudium, München,. Auflage, [4] Bode, H.: MATLAB in der Regelungsechnik. B..Teubner Verlag, Sugar / Leipzig, 998 [5] Dorf, R.C.; Bishop, R.H.: Moderne Regelungsechnik, Person ducaion mbh, München,. Auflage, 5 [6] Feind,.-.: Compuersimulaion von Regelungen. Verlag R.Oldenbourg, München / Wien, 999 [7] Föllinger, O.: Regelungsechnik. Hüig Verlag, Heidelberg, 8. Auflage, 994 [8] Föllinger, O.: Opimale Regelung und Seuerung. R. Oldenbourg Verlag, 994 [9] assmann, H.: Regelungsechnik. Verlag Harri Deusch, Frankfur am Main,. Auflage, [] eering, H. P.: Regelungsechnik. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 6. Auflage, 4 [] lafelder, A.; Schaufelberger, W.: Lineare Regelsseme. ine inführung mi MATLAB. vdf Hochschulverlag A an der TH Zürich, 997 [] Heidepriem, J.: Prozessinformaik. Oldenbourg Indusrieverlag, München, Band, ; Band, [3] Hoffmann, J.: MATLAB und SIMULIN. Addison-Wesle-Longman Verlag, Bonn; 998 [4] ahler, J.; Frank, H.: Fuzz-Logik und Fuzz-Conrol. Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 993 [5] arrenberg, U.: Signale, Prozesse, Sseme. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 3. Auflage, 4 [6] Langmann, R.: Taschenbuch der Auomaisierung. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München / Wien, 4 [7] Lazel, W.: inführung in die digialen Regelungen. VDI Verlag, Düsseldorf, 995 [8] Lunze, J.: Regelungsechnik mi Anwendungsbeispielen für MATLAB. Springer Verlag, Bd., 996, Bd., 997 [9] Luz, H; Wend, W: Taschenbuch der Regelungsechnik. Verlag Harri Deusch, 995

2 48 Lieraurverzeichnis [] Mann, H; Schiffelgen, H; Froriep, R: inführung in die Regelungsechnik. Carl- Hanser Verlag, 997 [] Merz, L.; Jaschek, H.: rundkurs der Regelungsechnik. R. Oldenbourg Verlag, 4. Auflage, München / Wien, 3 [] Philippsen, H.-W.: insieg in die Regelungsechnik. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München / Wien, 4 [3] Reuer, M.; Zacher S: Regelungsechnik für Ingenieure. Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden,. Auflage, 4 [4] Roh,.: Regelungsechnik. Verlag Hühig, Heidelberg,. Auflage, [5] Samal,.; Becker, W.: rundriß der prakischen Regelungsechnik. Verlag R. Oldenbourg, München / Wien,. Auflage, [6] Scherf, H..: Modellbildung und Simulaion dnamischer Sseme. Verlag R. Oldenbourg, München / Wien,. Auflage, 3 [7] Schlüer,.: Digiale Regelungsechnik inerakiv. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München / Wien, [8] Schlüer,.: Regelung echnischer Sseme inerakiv. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München / Wien, [9] Schulz,.: Regelungsechnik. R. Oldenbourg Verlag, München / Wien, [3] Tilli, T.: Auomaisierung mi Fuzz-Logik. Franzis-Verlag, München, 99 [3] Tröser, F.: Seuerungs- und Regelungsechnik für Ingenieure. Verlag R. Oldenbourg, München / Wien, [3] Überhuber, Chr.; azenbeisser, S.: MATLAB 6: ine inführung. Springer-Verlag, Wien, [33] Unbehauen, R.: Ssemheorie. Verlag R. Oldenbourg, München, Band I, 8. Auflage, Band, 7. Auflage, 998 [34] Unbehauen, H.: Regelungsechnik. Band -3, Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, Bd., 3. Auflage, 5, Bd., 8. Auflage,, Bd. 3, 6. Auflage, [35] Weber, W.: Indusrieroboer. Mehoden der Seuerung und Regelung. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München / Wien, [36] Zacher, S.: ercises o he closed-loop conrol. Verlag Dr. Zacher, Wiesbaden, 4 [37] Zacher, S. (Hrsg: Auomaisierungsechnik kompak. Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, [38] Zacher, S.: S-Programmierung mi Funkionsbauseinsprache. VD-Verlag, Berlin / Offenbach, [39] Zacher, S.: Duale Regelungsechnik. VD-Verlag, Berlin / Offenbach, 3

3 49 Formelsammlung rundbegriffe und saisches Verhalen Überragungsfunkion und Wirkungsplan Reihenschalung: ( Parallelschalung: s ( egenkopplung: ( s s V V r Überragungsfunkion des aufgeschnienen (s und geschlossenen Regelkreises: Führungsverhalen: ( ( V s W s V r Sörverhalen: ( ( VZ s Z s renzwersaz: ( lim ( lim W s ( lim ( limw ( s wˆ s wˆ Bleibende Regeldifferenz: e( wˆ ( V reisversärkung Pr Reeller Regelfakor: e ( ( m.r. RF e ( o.r. RF( R F ( V (reise ohne I-Aneil (mi I-Aneil für Führungsverhalen für Sörverhalen wˆ ( R m.r F( wˆ ( ( m.r. RF o.r. ( Beispiel: dnamisches Verhalen Wirkungsplan saisches PT-Verhalen w e ( s (s W + Pw ( s Linearisierung: X ( X ( Y ( w e V (s + r r (s Y ( + (s (s (s V (s r (s (s f X P Y Y f X PZ Z Z X X Y Z Y nichlineare linearisiere Funkion X f ( Y, Z z X P Y PZ

4 5 Formelsammlung Dnamisches Verhalen Regelbarkei T g /T u ; Übergangsfunkion h( h ( T u = Tu T u Tu T = T g g T > T T g u T < T = g T u = Tu= g u T u groß = Dämpfungsgrad, Übergangsfunkion h(, s-bene Nquis-Sabiliäskrierium: Ordnungsredukion (ggf. nach Anwendung der ompensaion uner der Bedingung T größe 5 i T i kleine rsazzeikonsane: T T h ( Im db ( 8 (j db R größe h ( < = < = > Tg h ( Im D Phasenreserve i h ( Tg T i kleine h ( Im A RAmpliudenreserve h ( Tg (j db db ( 8 h ( sabil h ( Re Re Re Re Re Im h ( Im D insabil T g = Regelbarkei klein = renze P-T-lied: Sprunganwor ( s s s Periodendauer: Td d igenkreisfrequenz: d Überschwingweie: ü T ma Aus % e T d Ausregelzei: ln 5 3, Anzahl der Halbwellen: N Hurwiz-Sabiliäskrierium für Ssem 3.Ordnung mi a 3 > a 3 3 s a s a s a Sabiliäsbedingungen:. Alle oeffizienen vorhanden. Alle Vorzeichen posiiv 3. a a > a 3 a ompensaionsregeln PI-/PID-Regler Tn Tgröße Tv Tzweigröße PD-Regler Tv T größe

5 5 Regelgüe und Reglereinsellung Sprunganwor des Führungsverhalens ( ü ma inhüllende e Ziegler-Nichols-Verfahren, Schwingungsversuch mi P-Regler: ( T d / bis 4% Toleranzband, bezogen auf ( T n T V P-,5 kr T An PI-,4 kr,85t kr T Aus rundp A (mi I-Aneil: IS s ( st PID-,6 kr,5t kri,t kr rundp B (ohne I-Aneil: ( st ( st,t IS,T,T Allgemein: IS 4 T ( T T Allgemein: 4 T T Beragsopimum für rundp A: Beragsopimum für rundp B: für B.O. T für B.O. IS ( T T T T h( ü ma = 4,3% rundp A h( rundp B e( = ü ma = 4,3% + T An = 4,7T T An = 4,7T (= + T Aus = T T Aus = T B.O.-Sonderfall s T n ( st Tn T B.O. Annäherung für T T : T T

6 5 Formelsammlung Reglereinsellung und Regelungsvarianen Smmerisches Opimum (S.O.: IS ( stn s T ( st n ompensaionsregeln für S.O.: Tn k Tgröße Tv Tzweigröße Tn k T Regelkreisverhalen des S.O.: k IS T 9 k co R Bode-Diagramm des S.O.: Reglereinsellung nach dem S.O. für k = 4 askadenregelung: Folgeregelkreis: s ( Führungsregelkreis: ( R S s R w( s S Zweipunkregler ohne Schaldifferenz: (j db 4 db/dek db ( 8 u T 4 Tg Tn 4 T op IS T R 37 D T Sprunganwor beim Führungsverhalen (Sprunghöhe w = Sörgrößenaufschalung: X T T (smmer.lage VZ Z VZ R r k k k 4 k T n Io db/dek D R Regler mi Rückführung: w + e + 4 db/dek T V (s r (s (,T n ü ma = 43,4% T An = 3,T T Aus = 8 T z RZ (s VZ (s + + R (s S (s +,T IS % Quasikoninuierliche Abasregelung: Tg Tg TA T

7 53 Regelungsechnische rundglieder Proporionale lieder mi und ohne Verzögerung und Tozeiglied lied P-lied Überragungsfunkion, Differenialgleichung ( R s e Sprunganwor (beim Sreckeneingang ŷ oder beim Reglereingang ê und Bode-Diagramm ( db log ( ( ( e -9 P-T- S( s lied st T ( ( T,63( db 3dB log - db/dek ( -9 P-T- lied mi T =T S ( st aperiodisch (> T T ( ( T u T g db 6 db log -4 db/dek ( -8 P-T- ( s lied s s periodisch (<< ( ( < < T d db log ( -8 = < < > = < < > -4dB/Dek

8 54 Formelsammlung lied Überragungsfunkion, DL Sprunganwor und Bode-Diagramm P-T3- lied mi T 3 =T = =T S 3 ( st aperiodisch (> 3 3 T 3T T ( ( T u T g db 9 db log -6 db/dek -7 ( T- lied S e st ( ( T (Hier: = ( ( T db db ( -8 db T T -57,3 Differenzierende lemene lied Überragungsfunkion,DL Sprunganwor und Bode-Diagramm D- lied ( s S s D D ( db db +9 D + db/dek ( D-T- lied s D S( s st T D D T ( ( T (= db db +9 3dB D + db/dek PD- Regler R ( stv ( e Tv e ( ( e db db +9 T v log + db/dek

9 55 lied Überragungsfunkion,DL Sprunganwor und Bode-Diagramm PD-T- Regler mi T v > T st v R st T e T ( ve T v T ( e T e db log db +9 T v T +db/ Dek PP-T- lied mi T > T v T S st v st ( Tv ( T T v T db T log db T v - db/dek -9 Inegrierende lemene und lemene mi I-Aneil lied Überragungsfunkion, DL Sprunganwor, Bode-Diagramm I- IS Srecke S s ( db IS db IS ( d IS ( -9 - db/dek I-T- Srecke IS S s( st ( db - db/dek T ( d IS IS T ( -9-8 IS -4 db/dek PI- Regler ( stn R stn e Tn ed ( T n T n e e db - db/ Dek db -9 T n log

10 56 Formelsammlung lied Überragungsfunkion, DL Sprunganwor, Bode-Diagramm PID- Regler PID- T- Regler ( stn ( stv R stn (muliplikaive Form e ed Tve Tn R e stv stn (addiive Form ( stn ( stv R stn ( st T T v e T n ed Tve T n ( T n T n e e db - db Dek db +9-9 T n T v + db Dek log ( /T db T n T V + db - db Dek Dek T V log e T db T e +9 T n -9

11 57 Sachworverzeichnis A B Abgriffsor 3 Backpropagaion 4 Absand Bahnsüzpunke 47 Abaszei, 46, 35 Begrenzung 5 Abweichung vom Arbeispunk Beharrungszusand 6,, 34, 58 Addiion 5 Belüfung 35 Adapive Regelung 73 Beobachbarkei 68 Adapiver Zusandsregler 73 Beschleunigungsmomen 57 Adresse 54 Beragsopimum 4, 4, 9, 45, 53 Akivierung 5 Bleibende Regeldifferenz 7, 9, 48, 59 Akivierungswere 39 Bode-Diagramm, 45, 53 Ampliude 7 Ampliudengang, 4 C Analoger Regelkreis 3 Charakerisische leichung 53, 6 Analoger Regler AND 39 D Anfangsgewich 4 Dampf 8 Anfangszusand 33 Dämpfungsgrad 5,, 48, 66 Ankerspannung 63 Dauerschwingung 7, 3, 7, 74 Anregelzei 67 Dead-Bea-Regler 33, 38 Anrieb Diagonalregler 9, 7 Anriebsmaschine Differenialgleichung 5 Anriebsmomen Differenzengleichung 6 Anriebsmoor 57 Digialer ompakregler 3 Arbeispunk, 5 Digiale Regler f, 34 Arbeisschwingung 7, 54, 64, 37 Digialisiere Algorihmen 5 Arbeisumgebung 43 Digialisierung 5 Aufgeschniener Regelkreis Drehbewegung 57 Ausgangsneuron 39 Drehgeschwindigkei 63 Ausregelzei 33, 67, 73 Drehmomen

12 58 Sachworverzeichnis Drehzahl 6 Flüssigkei 8 Drehzahlregelung 6 Folgeregler 8 Druckdifferenz 8 Förderband 67 Durchfluss 8 Frequenzgang 3 Durchhang 63 Führungsgröße 7, 7 Dnamisches Verhalen ff. Führungsregelkreis 33 Führungsregler 8 Füllsand 3, 3, 69 ingangsklassen 39 Füllsandsregelsrecke 6, 7 ingangssprung 7 Füllsandsregelkreis 6 inzelschich-percepron 39 Füllsandsregelung 55 lekrischer Anrieb Füllsandsregler 7 lekromagne 66 Funkionsbausein 5, 55 ndzusand 33 Fuzz-ennlinie 36 ndämpfung 3 Fuzz-Logic Toolbo 43 nkoppele Regelung 9, 7 Fuzz-Regler 35, 44, 43 nkopplung 44 f Fuzz-Ses 44, 43 nkopplungsglied 3 nkopplungsregler 9, 3 rsazzeikonsane 9, 4 ain-scheduling 73 erne Regelung 43 egenkopplung 58 elenk 3, 43 F elenkgeschwindigkei 43 Farbsoff 8 elenkwinkel 43 Federkonsane 66 eschwindigkeisalgorihmus 5 Ferigungsprozess 43 ewich 4 Fesplae 5 ewindespindel-muer-sem 57 Fesplaen-Conroller 66 ewindeseigung 6 Feuchigkei 35 leichsrommoor 6 Filer 8 rundglieder 5, 6 Filermembran 8 rundlas 7 Filrasrae 8 üekrierien 67, 3 FIS-Mask-Block 44

13 Sachworverzeichnis 59 H Haleglied 6 askadenregelung 8, 47, 3 Hand 48 ennlinienfeld 57 Haupregelkreis 33 lassenvereilung 4 Haupregler 8, 3, 44 limaanlage 35, 43 Haupregelgröße 8 ompakregler 3 Heizmiel 69 ompensaionsregler 33, 47, 4 Heizung 54 onzenraion 8 Hilfsregelgröße 8 rafregelung 43 Hilfsregler 8 reissrukur 58 Hoher-Tiefer-Taser 48 riischer Proporionalbeiwer 45 Hohlfaser-Membrane 8 ünsliches neuronales Nez 39, 49 Homogene Lösung 6 ugelrollspindel 57 Hub 8, 3 ühlmiel 69 Hurwiz-Sabiliäskrierium 9, 53, 59 Hbride Regelung 43 L Hserese 36 Lageregelung, 43 Lageregelkreis 47 I Lasmomen 57 Idenifikaion 7 Leas-Mean Squares-Verfahren 7 IC-Funkionsbausein 5 Lernschri 4 Indusrieroboer Linearisierung 3 ff. Insabiler Regelkreis 4 Linearisierung analische 3, 5 Insabile Regelsrecke 9, 73, 7 Linearisierung grafische, 3 Inegrierbeiwer, 6 Linke Inervallgrenze 5 Inegrierkonsane 58 LMS-Verfahren 7 Inerne Regelung 43 Logische Funkion 39 Inervallgrenze 5 Lufdruck 49 Inverieres Pendel 67 Lüfer 5 I-Regler ff. Luffeuchigkeismesser 35 I-T-Srecke 5 Lufemperaur 49 Lufzufuhr 35

14 6 Sachworverzeichnis M Ofenheizung 37, 44 MATLAB Fuzz-Logic Toolbo 43 Operaor UND 35 MATLAB-Simulaion 5 Opimale insellung 8 ff. Mari von Messweren 7 Opimale ennwere 4 Maimaler Proporionalbeiwer 4 Opimale Reglereinsellung 4 Mehrgrößenregelung 69 Opimaler Dämpfungsgrad 73 Mehrschich Percepron 4 OR 39 Messfühler 74 Messwere 7 P MIMO-Regelkreis 7 Parallelschalung 7 MIMO-Regelsrecke 8 Parameer-Vekor 7 Mobilelefon 48 Parielle Lösung 6 Modellbasierer Regler 66 PD-Regler 6, 44, 55 Modellbasiere Regelung 33, 38 Pendeln 47 Modellparameer 7 Percepron 39 Molekularfiler 8 Phasengang Momenenregler Phasenreserve, 34, 47, 64 Moor 55, 63 PI-Regler 6, 43 f Moordrehmomen PID-Regler,, 55 Muliplikaion 5 P-kanonische Srukur 9, 69 Musererkennung 4 Polsellen 68, 73 P-Regler 6, 45, 55 N Plasikparone 8 Nachsellzei 6 Posiionsregelung 6 Nez 39 Poeniomeer 5, 55 Neuron 39 f Prämisse 35 Neuronenschich 39 Proporionale Rückführung 73 Nichlineare Regelung 74 Prozessbild 8 Nquis-rierium 8 P-T-Regelsrecke ff. Nquis-Sabiliäskrierium P-T-Srecke 5 ff O Ofen 7, 37 Q Quasikoninuierliche Regelung f

15 Sachworverzeichnis 6 R Sendeleisung Reakionsgefäß 69 Sendeleisungsregelung 48 Reakionsemperaur 8 Sender 48 Reakor 6, 8, 55 Sensor Recheckregel 5 Sigmoide ennlinie 39 Reeller Regelfakor 7 Simulaionsprogramm 33 Regelbasis 35, 44 Simulink-Bibliohek 9 Regelbereich 7 Smih-Prädikor 33, 39 Regeldifferenz 36, 44 Sollwer 7 ff. Regelfakor 7, 5, 59 Sollwersprung 5 Regelgüeparameer 3 Sprunganwor 5 Regelkreisverhalen 9 Sabiliä, 3, 59, 64 Reglerprüfsand 64 Sabiliäsgebie 4 Regelsrecke ff. Sabiliäsgrenze, 6, 4 Regiser 48 Sabiliäsverhalen 74 Reibungsmomen 57 Saische ennlinie, 38, 43, 5, 6 Reihenschalung 5, 6, 7 Saisches ennlinienfeld Rela-Block 36 Saisches Verhalen Roboerarm 44 Sellgröße ff. Roboerbahn 47 Sellvenil 8, 3, 55, 69 Roboergelenk 45 Sellverhalen 8 Roboerhand 5 Seuerbarkei 68 Roboerregelung 43 Soff 8 Rückführgröße 3 Soffbahn 63 Rückfuhrung 4, 68 Soffgemisch 8 Rückführungsglied 58 Sörgröße 3 Soßdämpfer 7 S Srom 66 Säigung 74 Subrakion 5 Schaldifferenz 7, 7, 54, 64 Suppor 6 Schweißroboer 47 Smmerisches Opimum 4, 45, 9 Schwellenwer 4 Schwerpunkmehode 36, 45

16 6 Sachworverzeichnis T Wasseremperaur 8 Temperaur 7, 35, 69, 43 Weg 6, 7 Temperaurregelung 5, 69 Werkzeugschlien 6 Temperaurregler 7 Wekzeugmaschine 57, 6 Trägheismomen 66 Windkrafanlage 8 Transferfunkion 4, 5 Winkelgeschwindigkei, 57 Translaorische Bewegung 57 Winkelgeschwindigkeisregelung 59 Tozei, 36 Winkelgeschwindigkeisregler Tozeiglied 7 Wirkungsplan 4 ff. Wissensbasiere Regelung 35 U Überragungsfunkion 5 X Überschwingweie XOR 39 Überschwingung 33, 67, 38 Überschleifen 47 Z Unerlagerer Momenenregler Zeikonsane Zeiverzögerung 9 V Ziegler-Nichols 45, 56 Verdeckes Neuron 39 Zufluss-Venil 55 Verfahrensechnische Anlage 8 Zugehörigkeisfunkion 37 Verfahrwinkel z-überragungsfunkion 6 Verkopplungsglied 7 Zusandsraum 7 Verzögerungszei 34 Zusandregelung 68 f V-kanonische Srukur 3, 3 Zusandsbeobacher 68 Vorhalzei 34, 66 Zweipunk-ennlinie 39 Vorschubachse 57 Zweipunkregler 7, 7, 54, 64, 36 Vorschubgeschwindigkei Zwei-Tank-Ssem 3 Vorwärsglied 58 W Wagen 7 Walze 63 Wärmeausauscher 8