Verfügbarkeit: Regelungstechnik

Regelungstechnik: 1 Lineare und nichtlineare Regelung, rechnergestützter Reglerentwurf

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Schulz, Gerd (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München [u.a.] Oldenburg 2007
Ausgabe:	3., überarb. und erw. Aufl.
Schlagworte:	Regelungstechnik Digitale Regelung Fuzzy-Regelung Mehrgrößenregelung
Online-Zugang:	Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XIV, 431 S. zahlr. graph. Darst.
ISBN:	9783486583175

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adam_text	REGELUNGSTECHNIK 1 LINEARE UND NICHTLINEARE REGELUNG, RECHNERGESTUETZTER REGLERENTWURF VON PROF. DR. GERD SCHULZ 3., UEBERARBEITETE UND ERWEITERTE AUFLAGE OLDENBOURG VERLAG MUENCHEN WIEN INHALTSVERZEICHNIS I LINEARE REGELUNG 1 1 EINFUEHRUNG IN DIE REGELUNG UND STEUERUNG 3 1.1 REGELUNGEN 3 1.2 STEUERUNGEN 7 1.3 SIGNALFLUSSPLAN (BLOCKSCHALTBILD) 8 2 MATHEMATISCHE BEHANDLUNG VON REGELKREISGLIEDERN 13 2.1 DIE BESCHREIBUNG DURCH DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 13 2.1.1 DIE LINEARE DIFFERENTIALGLEICHUNG 13 2.1.2 AUFSTELLEN DER DIFFERENTIALGLEICHUNG 14 2.1.3 LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNG DURCH EINEN GEEIGNETEN ANSATZ. 18 2.1.4 SPEZIELLE EINGANGSSIGNALE IN DER REGELUNGSTECHNIK 21 2.1.5 DIE UEBERGANGSFUNKTION (SPRUNGANTWORT) 23 2.2 DARSTELLUNG VON REGELKREISGLIEDERN DURCH UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND FREQUENZGANG 25 2.2.1 DIE UEBERTRAGUNGSFUNKTION 25 2.2.2 DER FREQUENZGANG 27 2.2.3 GRAFISCHE DARSTELLUNGEN DES FREQUENZGANGS 30 2.3 DAS RECHNEN MIT REGELKREISGLIEDERN IM BLOCKSCHALTBILD 35 2.3.1 AUFSTELLEN VON BLOCKSCHALTBILDERN 35 2.3.2 REIHEN-, PARALLEL- UND KREISSCHALTUNG VON REGELKREISGLIEDERN 37 2.3.3 VERLEGEN VON SUMMATIONS- UND VERZWEIGUNGSSTELLEN 39 2.3.4 ANWENDUNG DER REGELN FUER DAS RECHNEN MIT BLOCKSCHALTBILDERN. 40 3 REGELSTRECKEN . 43 3.1 PROPORTIONALE REGELSTRECKEN 45 3.1.1 PROPORTIONALE STRECKEN OHNE VERZOEGERUNG (P-GLIED) 45 3.1.2 PROPORTIONALE STRECKEN MIT VERZOEGERUNG 1. ORDNUNG (PTI-GLIED) 46 3.1.3 REIHENSCHALTUNG VON STRECKEN MIT VERZOEGERUNG 1. ORDNUNG 49 3.1.4 SCHWINGUNGSFAEHIGE PT2-STRECKEN 55 X INHALTSVERZEICHNIS 3.2 INTEGRIERENDE REGELSTRECKEN 63 3.2.1 INTEGRIERENDE STRECKEN OHNE VERZOEGERUNG (I-GLIED) 63 3.2.2 INTEGRIERENDE STRECKEN MIT VERZOEGERUNGEN (IT-GLIED) 65 3.3 SPEZIELLE FORMEN VON REGELSTRECKEN 67 3.3.1 STRECKEN MIT TOTZEIT (T T -GLIED) 67 3.3.2 STRECKEN MIT DIFFERENZIERENDEM VERHALTEN (DT-GLIED) 70 3.3.3 STRECKEN MIT ALLPASSVERHALTEN 72 3.4 REGELSTRECKEN HOEHERER ORDNUNG UND INSTABILE REGELSTRECKEN 74 3.4.1 REGELSTRECKEN HOEHERER ORDNUNG 74 3.4.2 INSTABILE REGELSTRECKEN 77 3.5 LINEARISIERUNG EINER NICHTLINEAREN REGELSTRECKE 80 3.6 MODELLBILDUNG REALER REGELSTRECKEN 83 3.6.1 ANALYTISCHE BERECHNUNG DER PARAMETER 83 3.6.2 PARAMETERBESTIMMUNG AUS DER SPRUNGANTWORT 83 3.6.3 PARAMETERBESTIMMUNG AUS DER ORTSKURVE 84 3.6.4 PARAMETERIDENTIFIZIERUNG 85 DAS VERHALTEN LINEARER REGELKREISE 87 4.1 GRUNDSTRUKTUR DES EINSCHLEIFIGEN REGELKREISES 87 4.2 GRUNDLEGENDE ANFORDERUNGEN AN DEN REGELKREIS 88 4.2.1 STABILITAET '. 89 4.2.2 FUEHRUNGSVERHALTEN 89 4.2.3 STOERVERHALTEN I 91 4.2.4 ROBUSTHEIT 93 4.3 REALISIERUNG ELEKTRISCHER REGLER 93 4.3.1 ANALOGER REGLER 94 4.3.2 DIGITALER REGLER 97 4.4 REGELUNG EINER PTI-STRECKE 101 4.4.1 P-REGLER 101 4.4.2 I-REGLER 107 4.4.3 PI-REGLER 110 4.5 REGELUNG EINER PT 2 -STRECKE 113 4.5.1 PI-REGLER ? 114 4.5.2 PDT^-REGLER , 117 4.5.3 PIDTSS-REGLER 122 4.6 REGELUNG EINER ITI-STRECKE 127 4.6.1 P-REGLER 128 4.6.2 I-REGLER 129 4.6.3 PI-REGLER 131 INHALTSVERZEICHNIS XI STABILITAET VON REGELKREISEN 135 5.1 STABILITAETSDEFINITIONEN 136 5.1.1 INTERNE STABILITAET 136 5.1.2 EXTERNE STABILITAET 139 5.2 DAS HURWITZ-KRITERIUM 143 5.3 DAS NYQUIST-KRITERIUM 147 5.3.1 DAS VEREINFACHTE NYQUIST-KRITERIUM 149 5.3.2 AMPLITUDENRAND UND PHASENRAND 154 5.3.3 DAS VERALLGEMEINERTE NYQUIST-STABILITAETSKRITERIUM 157 REGLERSYNTHESE MIT DEM BODE-DIAGRAMM 163 6.1 GRUNDLAGEN VON BODE-DIAGRAMMEN 163 6.1.1 APPROXIMATION VON AMPLITUDEN- UND PHASENGANG 164 6.1.2 REIHENSCHALTUNG VON REGELKREISGLIEDERN IM BODE-DIAGRAMM 165 6.2 BODE-DIAGRAMME EINFACHER REGELKREISGLIEDER 168 6.2.1 BODE-DIAGRAMME VON VERZOEGERUNGSGLIEDERN 168 6.2.2 BODE-DIAGRAMME VON INTEGRIERENDEN REGELKREISGLIEDERN 173 6.2.3 BODE-DIAGRAMME ANDERER STRECKEN 175 6.2.4 BODE-DIAGRAMME EINFACHER REGLER 176 6.3 ENTWURFSANFORDERUNGEN IM BODE-DIAGRAMM :.' 182 6.3.1 STABILITAET, AMPLITUDEN- UND PHASENRAND 183 6.3.2 FUEHRUNGSVERHALTEN 7 184 6.3.3 STOERVERHALTEN 188 6.4 REGLERENTWURF MIT DEM BODE-DIAGRAMM 189 6.4.1 NICHT SCHWINGUNGSFAEHIGE PROPORTIONALSTRECKEN 189 6.4.2 SCHWINGUNGSFAEHIGE PROPORTIONALSTRECKEN 192 6.4.3 INTEGRIERENDE REGELSTRECKEN (DAS SYMMETRISCHE OPTIMUM) 194 6.4.4 PHASENKORRIGIERENDE NETZWERKE 200 REGLERSYNTHESE MIT DER WURZELORTSKURVE 203 7.1 DEFINITION DER WURZELORTSKURVE (WOK) 203 7.2 ENTWURFSANFORDERUNGEN IN DER S-EBENE 210 7.2.1 STABILITAET ' 210 7.2.2 FUEHRUNGSVERHALTEN 210 7.2.3 STOERVERHALTEN 216 7.3 REGLERENTWURF MIT DER WURZELORTSKURVE 217 7.3.1 EINFLUSS DER POLE UND NULLSTELLEN DES REGLERS 217 7.3.2 REGELUNG EINER PT 3 -STRECKE 224 7.3.3 REGELUNG EINER INSTABILEN REGELSTRECKE 225 XII INHALTSVERZEICHNIS 8 REGLER SYNTHESE MIT KLASSISCHEN UND NEUEREN METHODEN 229 8.1 GRUNDLEGENDE ENTWURFSVERFAHREN 229 8.1.1 POL-/NULLSTELLENKOMPENSATION 229 8.1.2 REGLEREINSTELLUNG DURCH PARAMETEROPTIMIERUNG 234 8.1.3 DAS BETRAGSOPTIMUM 238 8.1.4 VERMEIDUNG DES REGLERUEBERLAUFS 240 8.2 EMPIRISCHE EINSTELLREGELN 242 8.2.1 REGLEREINSTELLUNG NACH ZIEGLER UND NICHOLS 242 8.2.2 REGLEREINSTELLUNG NACH CHIEN, HRONES UND RESWICK 244 8.2.3 REGLEREINSTELLUNG NACH LATZEL 245 8.3 ENTKOPPLUNG" VON FUEHRUNGS- UND STOERVERHALTEN 248 8.3.1 VERWENDUNG EINES VORFILTERS 248 8.3.2 REGLER MIT ZWEI FREIHEITSGRADEN 251 8.3.3 VERWENDUNG EINER VORSTEUERUNG 253 8.3.4 VERMEIDUNG DES DIFFERENZIERSPRUNGS 255 8.4 MODELLGESTUETZTE ENTWURFSVERFAHREN 257 8.4.1 DER KOMPENSATIONSREGLER 257 8.4.2 SMITH-REGLER UND PRAEDIKTOR ZUR REGELUNG VON TOTZEITSTRECKEN .:. 260 8.4.3 MODELLBASIERTER REGLER 262 8.5 VERWENDUNG ZUSAETZLICHER RUECKFUEHRSIGNALE 264 8.5.1 KASKADENREGELUNG 264 8.5.2 STOERGROESSENAUFSCHALTUNG 267 8.5.3 HILFSREGELGROESSENAUFSCHALTUNG 269 8.5.4 HILFSSTELLGROESSENAUFSCHALTUNG 271 8.5.5 VERHAELTNISREGELUNG 273 9 ZWEIGROESSENREGELUNG 277 9.1 ZWEIGROESSENREGELSTRECKEN 277 9.2 SYSTEMENTKOPPLUNG 281 9.2.1 VOLLSTAENDIGE ENTKOPPLUNG 281 9.2.2 ANGENAEHERTE ENTKOPPLUNG DURCH VEREINFACHUNG DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION F K (S) 283 9.2.3 STATIONAERE ENTKOPPLUNG 284 9.3 SPEZIALFORM VON ZWEIGROESSENREGELSTRECKEN 286 II NICHTLINEARE REGELUNG 289 10 REGELKREISE MIT NICHTLINEAREN UEBERTRAGUNGSGLIEDERN 291 10.1 NICHTLINEARE UEBERTRAGUNGSGLIEDER 291 10.2 DIE HARMONISCHE BALANCE ALS ANALYSEMETHODE 294 INHALTSVERZEICHNIS XIII 10.3 BERECHNUNG VON BESCHREIBUNGSFUNKTIONEN 300 10.3.1 VORLAST 300 10.3.2 IDEALER ZWEIPUNKTREGLER 301 10.3.3 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE 302 10.3.4 DREIPUNKTREGLER 305 10.3.5 MAGNETISIERUNGSKENNLINIE 306 10.4 STABILITAETSUNTERSUCHUNG MIT DEM ZWEIORTSKURVENVERFAHREN 308 10.5 NICHTLINEARE REGLER 315 11 ENTWURF NICHTLINEARER REGLER 319 11.1 REALISIERUNG NICHTLINEARER REGLER 319 11.2 REGELUNG VON VERZOEGERUNGSSTRECKEN 323 11.2.1 IDEALER ZWEIPUNKTREGLER 324 11.2.2 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE FUER EINE PT N -STRECKE 329 11.2.3 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE FUER EINE PTI-STRECKE OHNE TOTZEIT 331 11.2.4 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE UND RUECKFUEHRUNG 333 11.2.5 DREIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE 338 11.3 REGELUNG VON INTEGRIERENDEN REGELSTRECKEN 341 11.3.1 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE 341 11.3.2 DREIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE 342 12 ANWENDUNGSBEISPIELE LINEARER UND NICHTLINEARER REGELUNGEN 345 12.1 DREHZAHLREGELUNG EINER GLEICHSTROMMASCHINE MIT EINER KASKADENREGELUNG 345 12.1.1 STRUKTUR DER REGELSTRECKE GLEICHSTROMANTRIEB 345 12.1.2 AUSLEGUNG DES STROMREGELKREISES 347 12.1.3 AUSLEGUNG DES DREHZAHLREGELKREISES 350 12.2 STABILISIERUNG EINES INSTABILEN PENDELS 354 12.2.1 DYNAMIKGLEICHUNGEN VON STELLMOTOR UND GETRIEBE 354 12.2.2 ANALYSE DES REGELKREISES 356 12.2.3 AUSLEGUNG DES REGELKREISES 359 III RECHNERGESTUETZTER REGLERENTWURF 361 13 NUMMERISCHE GRUNDLAGEN 363 13.1 NULLSTELLENBERECHNUNG VON POLYNOMEN 364 13.1.1 LAGUERRE'S METHODE 364 13.2 SIMULATION LINEARER SYSTEME 366 13.2.1 DARSTELLUNG LINEARER SYSTEME IM ZUSTANDSRAUM 366 13.2.2 SIMULATION DES ZEITDISKRETEN SYSTEMS 371 XIV INHALTSVERZEICHNIS 13.3 SIMULATION NICHTLINEARER SYSTEME .' 376 13.3.1 FORMULIERUNG DER VEKTORDIFFERENTIALGLEICHUNG 376 13.3.2 INTEGRATION VON DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 378 14 SPEZIELLE REGLERENTWURFSVERFAHREN UND -WERKZEUGE 383 14.1 SISO DESIGN TOOL VON MATLAB 383 14.2 REGLERENTWURF MITTELS NUMMERISCHER OPTIMIERUNG 385 14.2.1 OPTIMIERUNG VEKTORWERTIGER GUETEKRITERIEN 385 14.3 DAS NONLINEAR CONTROL DESIGN BLOCKSET VON MATLAB 388 14.4 REGELSYSTEM-PROTOTYPENENTWURF, PRODUKTION UND TEST 390 14.4.1 ENTWICKLUNGSPROZESS 390 14.4.2 RAPID CONTROL PROTOTYPING (RCP) 391 14.4.3 HARDWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATION (HIL) 393 A DIE LAPLACE-TRANSFORMATION 395 A.L DEFINITION DER LAPLACE-TRANSFORMATION 395 A.2 RECHENREGELN DER LAPLACE-TRANSFORMATION 397 A.2.1 UEBERLAGERUNGSSAETZE 397 A.2.2 AEHNLICHKEITSSATZ 397 A.2.3 VERSCHIEBUNGSSATZ 398 A.2.4 DIFFERENTIATION UND INTEGRATION " 398 A.2.5 DAEMPFUNGSSATZ 399 A.2.6 FALTUNGSSATZ '. 400 A.2.7 GRENZWERTSAETZE 400 A.3 DIE INVERSE LAPLACE-TRANSFORMATION 401 A.4 ANWENDUNGEN DER LAPLACE-TRANSFORMATION 401 A.4.1 LOESUNG VON DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 401 A.4.2 DIE UEBERTRAGUNGSFUNKTION 403 A.4.3 DIE GEWICHTSFUNKTION 404 B TABELLE HAEUFIG VORKOMMENDER REGELKREISGLIEDER 409 LITERATURVERZEICHNIS C 415 NAMENS- UND SACHVERZEICHNIS ' 421 GLOSSAR 427
adam_txt	REGELUNGSTECHNIK 1 LINEARE UND NICHTLINEARE REGELUNG, RECHNERGESTUETZTER REGLERENTWURF VON PROF. DR. GERD SCHULZ 3., UEBERARBEITETE UND ERWEITERTE AUFLAGE OLDENBOURG VERLAG MUENCHEN WIEN INHALTSVERZEICHNIS I LINEARE REGELUNG 1 1 EINFUEHRUNG IN DIE REGELUNG UND STEUERUNG 3 1.1 REGELUNGEN 3 1.2 STEUERUNGEN 7 1.3 SIGNALFLUSSPLAN (BLOCKSCHALTBILD) 8 2 MATHEMATISCHE BEHANDLUNG VON REGELKREISGLIEDERN 13 2.1 DIE BESCHREIBUNG DURCH DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 13 2.1.1 DIE LINEARE DIFFERENTIALGLEICHUNG 13 2.1.2 AUFSTELLEN DER DIFFERENTIALGLEICHUNG 14 2.1.3 LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNG DURCH EINEN GEEIGNETEN ANSATZ. 18 2.1.4 SPEZIELLE EINGANGSSIGNALE IN DER REGELUNGSTECHNIK 21 2.1.5 DIE UEBERGANGSFUNKTION (SPRUNGANTWORT) 23 2.2 DARSTELLUNG VON REGELKREISGLIEDERN DURCH UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND FREQUENZGANG 25 2.2.1 DIE UEBERTRAGUNGSFUNKTION 25 2.2.2 DER FREQUENZGANG 27 2.2.3 GRAFISCHE DARSTELLUNGEN DES FREQUENZGANGS 30 2.3 DAS RECHNEN MIT REGELKREISGLIEDERN IM BLOCKSCHALTBILD 35 2.3.1 AUFSTELLEN VON BLOCKSCHALTBILDERN 35 2.3.2 REIHEN-, PARALLEL- UND KREISSCHALTUNG VON REGELKREISGLIEDERN 37 2.3.3 VERLEGEN VON SUMMATIONS- UND VERZWEIGUNGSSTELLEN 39 2.3.4 ANWENDUNG DER REGELN FUER DAS RECHNEN MIT BLOCKSCHALTBILDERN. 40 3 REGELSTRECKEN . 43 3.1 PROPORTIONALE REGELSTRECKEN 45 3.1.1 PROPORTIONALE STRECKEN OHNE VERZOEGERUNG (P-GLIED) 45 3.1.2 PROPORTIONALE STRECKEN MIT VERZOEGERUNG 1. 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4.2.2 FUEHRUNGSVERHALTEN 89 4.2.3 STOERVERHALTEN I 91 4.2.4 ROBUSTHEIT 93 4.3 REALISIERUNG ELEKTRISCHER REGLER 93 4.3.1 ANALOGER REGLER 94 4.3.2 DIGITALER REGLER 97 4.4 REGELUNG EINER PTI-STRECKE 101 4.4.1 P-REGLER 101 4.4.2 I-REGLER 107 4.4.3 PI-REGLER 110 4.5 REGELUNG EINER PT 2 -STRECKE 113 4.5.1 PI-REGLER ? 114 4.5.2 PDT^-REGLER , 117 4.5.3 PIDTSS-REGLER 122 4.6 REGELUNG EINER ITI-STRECKE 127 4.6.1 P-REGLER 128 4.6.2 I-REGLER 129 4.6.3 PI-REGLER 131 INHALTSVERZEICHNIS XI STABILITAET VON REGELKREISEN 135 5.1 STABILITAETSDEFINITIONEN 136 5.1.1 INTERNE STABILITAET 136 5.1.2 EXTERNE STABILITAET 139 5.2 DAS HURWITZ-KRITERIUM 143 5.3 DAS NYQUIST-KRITERIUM 147 5.3.1 DAS VEREINFACHTE NYQUIST-KRITERIUM 149 5.3.2 AMPLITUDENRAND UND PHASENRAND 154 5.3.3 DAS VERALLGEMEINERTE NYQUIST-STABILITAETSKRITERIUM 157 REGLERSYNTHESE MIT DEM BODE-DIAGRAMM 163 6.1 GRUNDLAGEN VON BODE-DIAGRAMMEN 163 6.1.1 APPROXIMATION VON AMPLITUDEN- UND PHASENGANG 164 6.1.2 REIHENSCHALTUNG VON REGELKREISGLIEDERN IM BODE-DIAGRAMM 165 6.2 BODE-DIAGRAMME EINFACHER REGELKREISGLIEDER 168 6.2.1 BODE-DIAGRAMME VON VERZOEGERUNGSGLIEDERN 168 6.2.2 BODE-DIAGRAMME VON INTEGRIERENDEN REGELKREISGLIEDERN 173 6.2.3 BODE-DIAGRAMME ANDERER STRECKEN 175 6.2.4 BODE-DIAGRAMME EINFACHER REGLER 176 6.3 ENTWURFSANFORDERUNGEN IM BODE-DIAGRAMM :.' 182 6.3.1 STABILITAET, AMPLITUDEN- UND PHASENRAND 183 6.3.2 FUEHRUNGSVERHALTEN 7 184 6.3.3 STOERVERHALTEN 188 6.4 REGLERENTWURF MIT DEM BODE-DIAGRAMM 189 6.4.1 NICHT SCHWINGUNGSFAEHIGE PROPORTIONALSTRECKEN 189 6.4.2 SCHWINGUNGSFAEHIGE PROPORTIONALSTRECKEN 192 6.4.3 INTEGRIERENDE REGELSTRECKEN (DAS SYMMETRISCHE OPTIMUM) 194 6.4.4 PHASENKORRIGIERENDE NETZWERKE 200 REGLERSYNTHESE MIT DER WURZELORTSKURVE 203 7.1 DEFINITION DER WURZELORTSKURVE (WOK) 203 7.2 ENTWURFSANFORDERUNGEN IN DER S-EBENE 210 7.2.1 STABILITAET ' 210 7.2.2 FUEHRUNGSVERHALTEN 210 7.2.3 STOERVERHALTEN 216 7.3 REGLERENTWURF MIT DER WURZELORTSKURVE 217 7.3.1 EINFLUSS DER POLE UND NULLSTELLEN DES REGLERS 217 7.3.2 REGELUNG EINER PT 3 -STRECKE 224 7.3.3 REGELUNG EINER INSTABILEN REGELSTRECKE 225 XII INHALTSVERZEICHNIS 8 REGLER SYNTHESE MIT KLASSISCHEN UND NEUEREN METHODEN 229 8.1 GRUNDLEGENDE ENTWURFSVERFAHREN 229 8.1.1 POL-/NULLSTELLENKOMPENSATION 229 8.1.2 REGLEREINSTELLUNG DURCH PARAMETEROPTIMIERUNG 234 8.1.3 DAS BETRAGSOPTIMUM 238 8.1.4 VERMEIDUNG DES REGLERUEBERLAUFS 240 8.2 EMPIRISCHE EINSTELLREGELN 242 8.2.1 REGLEREINSTELLUNG NACH ZIEGLER UND NICHOLS 242 8.2.2 REGLEREINSTELLUNG NACH CHIEN, HRONES UND RESWICK 244 8.2.3 REGLEREINSTELLUNG NACH LATZEL 245 8.3 ENTKOPPLUNG" VON FUEHRUNGS- UND STOERVERHALTEN 248 8.3.1 VERWENDUNG EINES VORFILTERS 248 8.3.2 REGLER MIT ZWEI FREIHEITSGRADEN 251 8.3.3 VERWENDUNG EINER VORSTEUERUNG 253 8.3.4 VERMEIDUNG DES DIFFERENZIERSPRUNGS 255 8.4 MODELLGESTUETZTE ENTWURFSVERFAHREN 257 8.4.1 DER KOMPENSATIONSREGLER 257 8.4.2 SMITH-REGLER UND PRAEDIKTOR ZUR REGELUNG VON TOTZEITSTRECKEN .:. 260 8.4.3 MODELLBASIERTER REGLER 262 8.5 VERWENDUNG ZUSAETZLICHER RUECKFUEHRSIGNALE 264 8.5.1 KASKADENREGELUNG 264 8.5.2 STOERGROESSENAUFSCHALTUNG 267 8.5.3 HILFSREGELGROESSENAUFSCHALTUNG 269 8.5.4 HILFSSTELLGROESSENAUFSCHALTUNG 271 8.5.5 VERHAELTNISREGELUNG 273 9 ZWEIGROESSENREGELUNG 277 9.1 ZWEIGROESSENREGELSTRECKEN 277 9.2 SYSTEMENTKOPPLUNG 281 9.2.1 VOLLSTAENDIGE ENTKOPPLUNG 281 9.2.2 ANGENAEHERTE ENTKOPPLUNG DURCH VEREINFACHUNG DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION F K (S) 283 9.2.3 STATIONAERE ENTKOPPLUNG 284 9.3 SPEZIALFORM VON ZWEIGROESSENREGELSTRECKEN 286 II NICHTLINEARE REGELUNG 289 10 REGELKREISE MIT NICHTLINEAREN UEBERTRAGUNGSGLIEDERN 291 10.1 NICHTLINEARE UEBERTRAGUNGSGLIEDER 291 10.2 DIE HARMONISCHE BALANCE ALS ANALYSEMETHODE 294 INHALTSVERZEICHNIS XIII 10.3 BERECHNUNG VON BESCHREIBUNGSFUNKTIONEN 300 10.3.1 VORLAST 300 10.3.2 IDEALER ZWEIPUNKTREGLER 301 10.3.3 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE 302 10.3.4 DREIPUNKTREGLER 305 10.3.5 MAGNETISIERUNGSKENNLINIE 306 10.4 STABILITAETSUNTERSUCHUNG MIT DEM ZWEIORTSKURVENVERFAHREN 308 10.5 NICHTLINEARE REGLER 315 11 ENTWURF NICHTLINEARER REGLER 319 11.1 REALISIERUNG NICHTLINEARER REGLER 319 11.2 REGELUNG VON VERZOEGERUNGSSTRECKEN 323 11.2.1 IDEALER ZWEIPUNKTREGLER 324 11.2.2 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE FUER EINE PT N -STRECKE 329 11.2.3 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE FUER EINE PTI-STRECKE OHNE TOTZEIT 331 11.2.4 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE UND RUECKFUEHRUNG 333 11.2.5 DREIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE 338 11.3 REGELUNG VON INTEGRIERENDEN REGELSTRECKEN 341 11.3.1 ZWEIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE 341 11.3.2 DREIPUNKTREGLER MIT HYSTERESE 342 12 ANWENDUNGSBEISPIELE LINEARER UND NICHTLINEARER REGELUNGEN 345 12.1 DREHZAHLREGELUNG EINER GLEICHSTROMMASCHINE MIT EINER KASKADENREGELUNG 345 12.1.1 STRUKTUR DER REGELSTRECKE GLEICHSTROMANTRIEB 345 12.1.2 AUSLEGUNG DES STROMREGELKREISES 347 12.1.3 AUSLEGUNG DES DREHZAHLREGELKREISES 350 12.2 STABILISIERUNG EINES INSTABILEN PENDELS 354 12.2.1 DYNAMIKGLEICHUNGEN VON STELLMOTOR UND GETRIEBE 354 12.2.2 ANALYSE DES REGELKREISES 356 12.2.3 AUSLEGUNG DES REGELKREISES 359 III RECHNERGESTUETZTER REGLERENTWURF 361 13 NUMMERISCHE GRUNDLAGEN 363 13.1 NULLSTELLENBERECHNUNG VON POLYNOMEN 364 13.1.1 LAGUERRE'S METHODE 364 13.2 SIMULATION LINEARER SYSTEME 366 13.2.1 DARSTELLUNG LINEARER SYSTEME IM ZUSTANDSRAUM 366 13.2.2 SIMULATION DES ZEITDISKRETEN SYSTEMS 371 XIV INHALTSVERZEICHNIS 13.3 SIMULATION NICHTLINEARER SYSTEME .' 376 13.3.1 FORMULIERUNG DER VEKTORDIFFERENTIALGLEICHUNG 376 13.3.2 INTEGRATION VON DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 378 14 SPEZIELLE REGLERENTWURFSVERFAHREN UND -WERKZEUGE 383 14.1 SISO DESIGN TOOL VON MATLAB 383 14.2 REGLERENTWURF MITTELS NUMMERISCHER OPTIMIERUNG 385 14.2.1 OPTIMIERUNG VEKTORWERTIGER GUETEKRITERIEN 385 14.3 DAS NONLINEAR CONTROL DESIGN BLOCKSET VON MATLAB 388 14.4 REGELSYSTEM-PROTOTYPENENTWURF, PRODUKTION UND TEST 390 14.4.1 ENTWICKLUNGSPROZESS 390 14.4.2 RAPID CONTROL PROTOTYPING (RCP) 391 14.4.3 HARDWARE-IN-THE-LOOP-SIMULATION (HIL) 393 A DIE LAPLACE-TRANSFORMATION 395 A.L DEFINITION DER LAPLACE-TRANSFORMATION 395 A.2 RECHENREGELN DER LAPLACE-TRANSFORMATION 397 A.2.1 UEBERLAGERUNGSSAETZE 397 A.2.2 AEHNLICHKEITSSATZ 397 A.2.3 VERSCHIEBUNGSSATZ 398 A.2.4 DIFFERENTIATION UND INTEGRATION " 398 A.2.5 DAEMPFUNGSSATZ 399 A.2.6 FALTUNGSSATZ '. 400 A.2.7 GRENZWERTSAETZE 400 A.3 DIE INVERSE LAPLACE-TRANSFORMATION 401 A.4 ANWENDUNGEN DER LAPLACE-TRANSFORMATION 401 A.4.1 LOESUNG VON DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 401 A.4.2 DIE UEBERTRAGUNGSFUNKTION 403 A.4.3 DIE GEWICHTSFUNKTION 404 B TABELLE HAEUFIG VORKOMMENDER REGELKREISGLIEDER 409 LITERATURVERZEICHNIS C 415 NAMENS- UND SACHVERZEICHNIS ' 421 GLOSSAR 427
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