12561 - Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik Modulübersicht

Modulnummer: 12561 - Auslaufmodul
Modultitel:Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik
  Basics of System and Control Theory
Einrichtung: Fakultät 3 - Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
Verantwortlich:
  • Prof. Dr.-Ing. Döring, Daniela
Lehr- und Prüfungssprache:Deutsch
Dauer:1 Semester
Angebotsturnus: jedes Sommersemester
Leistungspunkte: 5
Lernziele:

Nach der Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage

  • komplexer Aufgabenstellungen analysieren und zu strukturieren
  • logisch, analytisch und konzeptionell zu denken
  • Lösungsstrategien zu entwickeln und umzusetzen
  • komplexer Probleme zu formulieren
  • Denkweisen anderer Ingenieurdisziplinenzu kennen
  • Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik zu kennen
  • Klassifizierung zeitkontinuierlicher Systeme und Anwendung der Konzepte der linearen Regelungstheorie durchzuführen
  • Grundkenntnisse zur Analyse und Synthese von Regelkreisen zu kennen
Inhalte:

Grundlagen der Systemtheorie

  • Einführung in die zeitkontinuierlichen Signale
  • Mathematische Modellbildung dynamischer Systeme
  • Einführung in die Laplace-und Fouriertransformation - Mathemematische Beschreibung dynamischer Systeme  im Zustandsraum
  • Linearisierung nichtlinearer Systeme (Taylor-Linearisierung am Arbeitspunkt) 

 Grundlagen der Regelungstechnik

  • Beschreibung linearer Systeme im Frequenzbereich
  • Grafische Darstellung des Frequenzganges (Bode-Diagramm,Ortskurve)
  • Darstellung des approximierten Frequenzganges
  • Stabilität: BIBO-Stabilität, asymptotische Stabilität
  • Verfahren zur Untersuchung der Stabilität des geschlossenen Regelkreises (Hurwitz- und Routhkriterium, Nyquistkriterium)
  • Synthese von Regelkreisen
  • Reglerentwurf: Frequenzkennlinienverfahren
  • Reglerentwurf: Kompensationsverfahren, Betrags-und Symmetrisches  Optimum, Ziegler/Nichols
  • Einführung in die zeitdiskreten Systeme
Empfohlene Voraussetzungen:
  • Mathematik 2
  • Experimentalphysik 2
  • Grundlagen der Elektrotechnik
Zwingende Voraussetzungen:keine
Lehrformen und Arbeitsumfang:
  • Vorlesung / 2 SWS
  • Übung / 2 SWS
  • Praktikum / 1 SWS
  • Selbststudium / 75 Stunden
Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise:
  • Vorlesung: Tafel/Beamer
  • Übung: Tafel/Beamer
  • Vorlesungskript, eLearning 

Literatur

  • Girod, B et al.: Einführung in die Systemtheorie, 4. Auflage, Springer Vieweg Verlag , 2007.
  • Döring, D.: Eine kurze Einführung in die Systemtheorie, 1. Auflage, 2011.
  • Unbehauen, H.: Regelungstechnik 1, 15. Auflage, SpringerVieweg-Verlag, 2008.
  • Föllinger, O.: Regelungstechnik, 10. Auflage, Hüthig, 2008.
  • Lunze, J.: Regelungstechnik 1, 11. Auflage, Springer Vieweg-Verlag, 2016.
  • Dorf, R. C., Bishop, R.H.: Modern Control Systems, 11. Auflage, Prentice Hall, 2008.
  • Abel, D.: Regelungstechnik Übungen, 35. Auflage, RWTH Aachen, 2011.
  • Abel, D.: Regelungstechnik (Umdruck zur Vorlesung), 35. Auflage, RWTH Aachen, 2011.
  • Zander, S, Reuter M.: Regelungstechnik für Ingenieure, 14. Auflage, SpringerVieweg Verlag, 2014
  • Franklin, G. F., Emami-Naeini, A., Powell, J. D.: Feedback Control of Dynamic Systems. 7th edition, Pearson Education Limited, 2015.
Modulprüfung:Voraussetzung + Modulabschlussprüfung (MAP)
Prüfungsleistung/en für Modulprüfung:Voraussetzung für die Modulabschlussprüfung:
  • erfolgreiches Absolvieren der 5 Praktika a 1-1,5 Stunden und jeweils schriftliche Auswertung in Form von Protokollen (unbenotet)
Modulabschlussprüfung:
  • Klausur: 120 Min
Bewertung der Modulprüfung:Prüfungsleistung - benotet
Teilnehmerbeschränkung:keine
Zuordnung zu Studiengängen:
  • Bachelor (fachhochschulisch) / Maschinenbau / PO 2018
  • Bachelor (fachhochschulisch) - Duales Studium, ausbildungsintegrierend / Maschinenbau - dual / PO 2018
  • Bachelor (fachhochschulisch) - Duales Studium, praxisintegrierend / Maschinenbau - dual / PO 2018
  • Bachelor (fachhochschulisch) / Wirtschaftsingenieurwesen / PO 2018
  • Bachelor (fachhochschulisch) - Duales Studium, ausbildungsintegrierend / Wirtschaftsingenieurwesen - dual / PO 2018
  • Bachelor (fachhochschulisch) - Duales Studium, praxisintegrierend / Wirtschaftsingenieurwesen - dual / PO 2018
Bemerkungen:keine
Veranstaltungen zum Modul:
  • 310509 Vorlesung Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik (12561)
  • 310539 Übung Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik (12561)
  • 310549 Laborausbildung Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik (12561)
  • 310569 Prüfung Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik (12561)
Veranstaltungen im aktuellen Semester:
Nachfolgemodul/e: Auslaufmodul ab: 02.11.2023
  • ohne Nachfolgemodul/e