Einführung in die Regelungstechnik: analoge und digitale Regelung, Fuzzy-Regler, Regler-Realisierung, Software
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München [u.a.]
Hanser
1997
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| Edition: | 7. Aufl., vollst. überarb. und erw. von Rainer Froriep |
| Series: | Hanser-Lehrbuch
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| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverzeichnis Seite 407 - 409 |
| Physical Description: | XI, 430 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3446176721 |
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IN DIE REGELUNGSTECHNIK
ANALOGE UND DIGITALE REGELUNG, FUZZY-REGLER,
REGLER-REALISIERUNG, SOFTWARE
VON HEINZ MANN, HORST SCHIFFELGEN
UND RAINER FRORIEP
7. AUFLAGE
VOLLSTAENDIG UEBERARBEITET UND ERWEITERT VON RAINER FRORIEP
MIT 364 BILDERN
CARL HANSER VERLAG MUENCHEN WIEN
INHALTSVERZEICHNIS
EINLEITUNG 1
1 GRUNDBEGRIFFE 3
1.1 REGELUNG 3
1.2 STEUERUNG 7
1.3 WIRKUNGSPLAN 7
1.4 WERTEBEREICHE UND ARBEITSPUNKT 13
1.5 CAE IN DER REGELUNGSTECHNIK 14
2 ANALOGE UEBERTRAGUNGSGLIEDER 16
2.1 LINEARE ZEITINVARIANTE UEBERTRAGUNGSGLIEDER (LZI-GLIEDER) 16
2.2 WIRKUNGSPLAN UND GRAFISCHE SIMULATIONSPROGRAMME 20
2.3 MATHEMATISCHE MODELLBILDUNG 25
2.3.1 THEORETISCHE MODELLBILDUNG 26
2.3.2 EXPERIMENTELLE MODELLBILDUNG (IDENTIFIKATION) 37
2.3.3 NORMIERUNG VON MATHEMATISCHEN MODELLEN 42
2.4 TESTSIGNALANTWORTEN UND ZUGEHOERIGE KENNFUNKTIONEN 44
2.4.1 SPRUNGANTWORT UND UEBERGANGSFUNKTION 45
2.4.2 IMPULSANTWORT UND GEWICHTSFUNKTION 47
2.4.3 ANSTIEGSANTWORT UND BEZOGENE ANSTIEGSANTWORT 49
2.5 FREQUENZGANG 51
2.5.1 BERECHNUNG DES FREQUENZGANGES 52
2.5.2 BODE-DIAGRAMM (FREQUENZKENNLINIEN), ORTSKURVE 54
2.6 UEBERTRAGUNGSFUNKTION 56
2.6.1 UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND DIFFERENTIALGLEICHUNG 57
2.6.2 VERKNUEPFUNG VON LZI-GLIEDERN 58
2.6.3 UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND ANDERE KENNFUNKTIONEN 63
2.6.4 POLE UND NULLSTELLEN (P-N-PLAN) 65
2.7 STABILITAET 67
2.7.1 ZUM BEGRIFF DER STABILITAET 68
2.7.2 GRUNDLEGENDES STABILITAETSKRITERIUM FUER LZI-GLIEDER 69
2.7.3 HURWITZ-KRITERIUM 73
2.8 EINFACHE LZI-GLIEDER 75
2.8.1 P-GLIED 75
2.8.2 P-7VGLIED 77
2.8.3 P-72-GLIED 79
2.8.4 7,-GLIED 84
2.8.5 /-,/-7 I-GLIED 86
2.8.6 D-, D-7VGLIED 88
2.8.7 UEBERSICHT 90
VIII INHALTSVERZEICHNIS
3 REGELSTRECKEN 92
3.1 STATIONAERES UND DYNAMISCHES VERHALTEN VON REGELSTRECKEN 94
3.2 REGELSTRECKEN OHNE AUSGLEICH 98
3.2.1 REGELSTRECKEN OHNE AUSGLEICH UND OHNE VERZOEGERUNG 99
3.2.2 REGELSTRECKEN OHNE AUSGLEICH MIT VERZOEGERUNG 101
3.3 REGELSTRECKEN MIT AUSGLEICH 103
3.3.1 REGELSTRECKEN MIT AUSGLEICH UND OHNE VERZOEGERUNG 103
3.3.2 REGELSTRECKEN MIT AUSGLEICH UND VERZOEGERUNG 1. ORDNUNG 104
3.3.3 REGELSTRECKEN MIT AUSGLEICH UND VERZOEGERUNG HOEHERER ORDNUNG . .
108
3.3.4 REGELBARKEIT VON STRECKEN 113
3.4 REGELSTRECKEN MIT TOTZEIT 114
4 ANALOGE REGELEINRICHTUNGEN 117
4.1 EINTEILUNG DER REGELEINRICHTUNGEN 117
4.2 UNSTETIGE REGELEINRICHTUNGEN 119
4.2.1 ZWEIPUNKTREGLER 119
4.2.2 REGELKREISE MIT ZWEIPUNKTREGLERN 120
4.2.2.1 ZWEIPUNKTREGLER AN REGELSTRECKEN MIT AUSGLEICH 120
4.2.2.2 ZWEIPUNKTREGLER AN REGELSTRECKEN OHNE AUSGLEICH 127
4.2.2.3 ZWEIPUNKTREGLER MIT RUECKFUEHRUNG 130
4.2.3 DREIPUNKTREGLER 133
4.2.3.1 DREIPUNKTREGLER MIT TRANSISTOR-SCHALTVERSTAERKER 134
4.2.3.2 DREIPUNKTREGLER MIT RUECKFUEHRUNG 135
4.3 STETIGE REGELEINRICHTUNGEN 138
4.3.1 PROPORTIONAL WIRKENDE REGLER (P-REGLER) 139
4.3.2 INTEGRAL WIRKENDE REGLER (/-REGLER) 142
4.3.3 PROPORTIONAL-INTEGRAL WIRKENDE REGLER (P/-REGLER) 143
4.3.4 REGLER MIT VORHALT (PD- UND P/D-REGLER) 145
4.3.5 VERGLEICH DER STETIGEN REGLER 147
4.3.6 REALISIERUNG STETIGER REGELEINRICHTUNGEN MITTELS INNERER
RUECKFUEHRUNG 150
4.3.6.1 VERSTAERKER MIT STARRER RUECKFUEHRUNG (P-REGLER) 151
4.3.6.2 VERSTAERKER MIT NACHGEBENDER RUECKFUEHRUNG (/- UND /7-REGLER) 152
4.3.6.3 VERSTAERKER MIT VERZOEGERTER RUECKFUEHRUNG (FD-REGLER).... 153
4.3.6.4 VERSTAERKER MIT VERZOEGERTER UND NACHGEBENDER RUECKFUEHRUNG
(P/D-REGLER) 154
4.4 AUSWAHLGESICHTSPUNKTE 157
5 ANALOGER REGELKREIS 158
5.1 ANFORDERUNGEN AN DAS FUEHRUNGS- UND STOERVERHALTEN 159
5.2 STANDARD-KONFIGURATIONEN VON STRECKE UND REGLER 162
5.3 FREQUENZGANG DES OFFENEN REGELKREISES 163
5.3.1 STABILITAETSANALYSE ANHAND DER ORTSKURVE 163
5.3.2 STABILITAETSANALYSE ANHAND DER FREQUENZKENNLINIEN 170
5.3.3 FREQUENZKENNLINIEN ALS ENTWURFSWERKZEUG {FKL-VERFAHREN) .... 174
INHALTSVERZEICHNIS IX
5.4 WURZELORTSKURVEN (WOK-VERFAHREN) 184
5.5 EINSTELLVERFAHREN 192
5.5.1 OPTIMIERUNG DER REGLERPARAMETER 193
5.5.2 EINSTELLREGELN 197
5.6 VERNASCHTE REGELKREISE 200
5.6.1 REGELKREIS MIT STOERGROESSENAUFSCHALTUNG 200
5.6.2 REGELKREIS MIT HILFSREGELGROESSEN-AUFSCHALTUNG 204
5.6.3 UNTERLAGERTE REGELKREISE (KASKADEN-REGELUNG) 206
5.6.4 REGELKREIS MIT STOERGROESSENREGELUNG 208
5.6.5 MEHRGROESSENREGELUNGEN 209
5.7 REGELEINRICHTUNG MIT STRUKTURUMSCHALTUNG (*ANFAHREN VON
REGELKREISEN) 210
5.8 SELBSTEINSTELLENDE (ADAPTIVE) REGELKREISE 211
5.9 NICHTLINEARE REGELKREISE 212
6 DIGITALE REGLERREALISIERUNG (DDC) 217
6.1 UEBERBLICK 217
6.2 FUNKTIONSEINHEITEN EINER DIGITALEN REGELEINRICHTUNG 219
6.2.1 ANALOG-DIGITAL-UMSETZUNG 219
6.2.2 DIGITALER REGLER 222
6.2.3 DIGITAL-ANALOG-UMSETZUNG 223
6.2.4 ANNAHMEN BEIM BERECHNUNGSMODELL DES DIGITALEN REGLERS 224
6.3 DIGITALER P/D-REGLER 224
6.3.1 P-ANTEIL 225
6.3.2 /-ANTEIL 225
6.3.3 D-ANTEIL 227
6.3.4 STELLUNGS- UND GESCHWINDIGKEITSALGORITHMUS 228
6.4 BERECHNUNG WEITERER REGELALGORITHMEN 232
7 DIGITALES BERECHNUNGSMODELL DER REGELSTRECKE 236
7.1 EINFUEHRUNG 236
7.2 DIGITAL-ANALOG-UMSETZUNG UND Z-TRANSFORMATION 238
7.3 DISKRETISIERUNGSVERFAHREN 242
7.4 DISKRETISIERUNGSBEISPIELE 245
7.4.1 STRECKE MIT AUSGLEICH UND VERZOEGERUNG 1. ORDNUNG 245
7.4.2 STRECKE MIT AUSGLEICH UND VERZOEGERUNG 2. ORDNUNG 247
7.4.3 STRECKE OHNE AUSGLEICH UND VERZOEGERUNG 1. ORDNUNG 251
8 DIGITALE UEBERTRAGUNGSGLIEDER 253
8.1 DIGITALE LZI-GLIEDER 253
8.2 TESTSIGNALANTWORTEN UND ZUGEHOERIGE KENNFUNKTIONEN 254
8.3 Z-UEBERTRAGUNGSFUNKTION 259
X INHALTSVERZEICHNIS
8.4 WIRKUNGSPLAN UND GRAFISCHE PROGRAMMIERUNG 264
8.5 STABILITAET 265
9 DIGITALER REGELKREIS 270
9.1 ANFORDERUNGEN AN DAS FUEHRUNGS- UND STOERVERHALTEN 271
9.2 ZUR WAHL DER ABTASTPERIODE BEI DIGITAL REALISIERTEN REGLERN 273
9.3 EINSTELLVERFAHREN, EINSTELLREGELN 279
10 FUZZY-REGLER (FUZZY-CONTROLLER) 282
10.1 EINORDNUNG 282
10.2 REGELBASIS, LINGUISTISCHE GROESSE UND FUZZY-MENGE 284
10.3 FUZZY-LOGISCHE OPERATIONEN 289
10.4 INFORMATIONSVERARBEITUNG IM FUZZY-REGLER 290
10.4.1 FUZZIFIZIERUNG DER REGELDIFFERENZ 291
10.4.2 BESTIMMUNG DES ERFUELLUNGSGRADES JEDER REGEL 292
10.4.3 ERMITTLUNG DER STELLGROESSEN-FUZZY-MENGE JEDER REGEL 293
10.4.4 BESTIMMUNG DER RESULTIERENDEN STELLGROESSEN-FUZZY-MENGE . . . 294
10.4.5 DEFUZZIFIZIERUNG DER STELLGROESSE 295
10.5 KENNLINIEN VON FUZZY-REGLERN 296
10.6 FUZZY-P/D-REGLER 301
11 REGELUNGSTECHNISCHE BAUEINHEITEN 304
11.1 MESS-UND UEBERTRAGUNGSEINRICHTUNGEN 304
11.1.1 SENSOREN 304
11.1.2 UMFORMER, WANDLER 306
11.1.3 SIGNALUEBERTRAGUNG 309
11.2 VERSTAERKERUND ANALOGE REGLER 312
11.2.1 ELEKTRISCHE VERSTAERKER UND REGLER 312
11.2.1.1 ELEKTRISCHE VERSTAERKER 312
11.2.1.2 ELEKTRISCHE REGLER 320
11.2.1.3 RECHENGLIEDER 324
11.2.2 PNEUMATISCHE VERSTAERKER UND REGLER 328
11.2.2.1 PNEUMATISCHE VERSTAERKER 329
11.2.2.2 PNEUMATISCHE REGLER 331
11.2.3 HYDRAULISCHE VERSTAERKER UND REGLER 335
11.2.3.1 HYDRAULISCHE VERSTAERKER 335
11.2.3.2 HYDRAULISCHE REGLER 337
W.3 EINRICHTUNGEN ZUR DIREKTEN DIGITALEN REGELUNG (DDC) 339
11.3.1 ANALOG-DIGITAL-UMSETZER (ADU) 339
11.3.2 PROZESSRECHNER 343
11.3.2.1 HARDWARE 343
11.3.2.2 SOFTWARE, PROGRAMMIERUNG 346
INHALTSVERZEICHNIS XI
11.3.3 DIGITAL-ANALOG-UMSETZER (DAU) 350
11.3.4 SCHNELLES REGLER-PROTOTYPING 351
11.4 STELLGLIEDER UND STELLANTRIEBE 353
11.4.1 STELLGLIEDER 353
11.4.1.1 ELEKTRISCHE STELLGLIEDER 353
11.4.1.2 STELLVENTILE 353
11.4.1.3 DROSSELKLAPPEN 358
11.4.2 STELLANTRIEBE 358
11.4.2.1 ELEKTRISCHE STELLMOTOREN 358
11.4.2.2 PNEUMATISCHE STELLMOTOREN 365
11.4.2.3 HYDRAULISCHE STELLMOTOREN 367
11.4.2.4 KOMBINIERTE STELLMOTOREN 369
12 WEITERE BEISPIELE TECHNISCHER REGELUNGEN 372
12.1 DURCHFLUSSREGELUNG MIT EINEM THYRISTORGESTEUERTEN MOTORVENTIL 372
12.2 WASSERSTANDSREGELUNG IN EINEM TROMMELKESSEL 373
12.3 DIGITALE DREHZAHLVERHAELTNIS-REGELUNG 375
12.4 DDC-ANTRIEBSREGELUNG 377
12.5 ADAPTIVE DDC-ANTRIEBSREGELUNG 377
ANHANG
A.L REGELUNGSTECHNISCHE CAE-PROGRAMME 379
A.2 ANWENDUNGEN DER KOMPLEXEN RECHNUNG 381
A.3 ANWENDUNGEN DER LAPLACE-TRANSFORMATION 384
A.4 ANWENDUNGEN DER Z-TRANSFORMATION 392
A.5 SKIZZIEREN VON FREQUENZKENNLINIEN (BODE-DIAGRAMM) 400
ERGAENZENDE UND WEITERFUEHRENDE LITERATUR 407
NORMEN, RICHTLINIEN 410
FORMELZEICHEN 412
GLOSSAR 416
SACHVERZEICHNIS 421
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| author | Mann, Heinz Schiffelgen, Horst Froriep, Rainer |
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