Angewandte Regelungs- und Automatisierungstechnik: ingenieurwissenschaftliche Grundlagen mit Beispielen und industriepraktischen Anwendungen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin, Germany
Springer Vieweg
[2022]
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XV, 531 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm |
| ISBN: | 9783662648469 3662648466 |
Internformat
MARC
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|---|---|
| adam_text |
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINFUEHRUNG
.
1
1.1
WAS
IST
REGELUNGSTECHNIK?
WAS
IST
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK?
.
1
1.2
BEGRIFFE
UND
DEFINITIONEN
.
6
1.2.1
FUNKTIONSEINHEITEN,
SIGNALE
UND
NOMENKLATUR
EINES
REGELKREISES
.
6
1.2.2
TECHNISCHE
SYSTEME
.
11
1.3
BEISPIELE
AUS
DEM
MASCHINEN
UND
ANLAGENBAU
.
20
1.4
AUFGABEN
ZU
KAP.
1
.
39
2
AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHE
GRUNDLAGEN
.
45
2.1
INDUSTRIE-ANTRIEBSTECHNOLOGIEN
.
45
2.1.1
FUNKTIONSWEISE
ELEKTROMECHANISCHER
ANTRIEBE
.
47
2.1.2
FUNKTIONSWEISE
FLUIDTECHNISCHER
ANTRIEBE
.
57
2.2
MESSWERT-ERFASSUNG
UND
SENSORIK
.
66
2.3
AUFGABEN
ZU
KAP.
2
.
83
3
MODELLBILDUNG
UND
MATHEMATISCHE
GRUNDLAGEN
.
85
3.1
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
REALER
SYSTEME
.
85
3.1.1
VON
DER
ZEICHNUNG
ZUR
DIFFERENTIALGLEICHUNG
.
92
3.1.2
LOESEN
VON
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
IM
ZEITBEREICH
.
117
3.1.3
LOESEN
VON
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
IM
BILDBEREICH
MIT
DER
LAPLACE-TRANSFORMATION
.
130
3.2
TESTFUNKTIONEN
.
138
3.3
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
UND
FREQUENZGANG
.
143
3.4
GRAFISCHE
DARSTELLUNG
VON
FREQUENZGAENGEN
.
148
3.4.1
BODE-DIAGRAMM
.
148
3.4.2
ORTSKURVE
.
151
IX
X
INHALTSVERZEICHNIS
3.5
BLOCKSCHALTBILDER
.
152
3.6
LERNERFAHRUNG
AUS
MATHEMATISCHEN
MODELLEN
.
157
3.7
AUFGABEN
ZU
KAP.
3
.
158
4
BESCHREIBUNG
TYPISCHER
UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN
.
179
4.1
IDENTIFIKATION
VON
REGELSTRECKEN
.
179
4.1.1
PROPORTIONALES
VERHALTEN
(P-GLIED)
.
180
4.1.2
INTEGRIERENDES
VERHALTEN
(I-GLIED)
.
188
4.1.3
VERZOEGERUNGSGLIED
ERSTER
ORDNUNG
(P-T
1)
.
193
4.1.4
NICHT-SCHWINGUNGSFAEHIGES
VERZOEGERUNGSGLIED
ZWEITER
ORDNUNG
(P-T2)
.
204
4.1.5
NICHT-SCHWINGUNGSFAEHIGE
VERZOEGERUNGSGLIEDER
HOEHERER
ORDNUNG
(P-TYY)
.
210
4.1.6
SCHWINGUNGSFAEHIGES
VERZOEGERUNGSGLIED
ZWEITER
ORDNUNG
(P-T
2
)
.
212
4.1.7
SCHWINGUNGSFAEHIGE
VERZOEGERUNGSGLIEDER
HOEHERER
ORDNUNG
(P-TYY)
.
239
4.1.8
VERZOEGERUNGSGLIED
1.
UND
HOEHERER
ORDNUNG
MIT
INTEGRATOR
(I-TI
BZW.
I-TYY)
.
243
4.1.9
DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
(D-GLIED)
.
247
4.1.10
REALES
DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
(D-TI-GLIED)
.
251
4.1.11
TOTZEITGLIED
(T,)
.
253
4.2
UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN
EINES
PID-REGLERS
.
257
4.2.1
PID-EINZELANTEILE
(P-REGLER,
I-REGLER
UND
D-REGLER)
.
257
4.2.2
PROPORTIONAL-INTEGRIERENDES
VERHALTEN
(PI-REGLER)
.
259
4.2.3
PROPORTIONAL-DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
(PD-REGLER)
.
260
4.2.4
PROPORTIONAL-DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
MIT
VERZOEGERUNG
(PD-T
1
-REGLER,
REALER
PD-REGLER)
.
263
4.2.5
PROPORTIONAL-INTEGRIERENDES-DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
(PID-REGLER
UND
PID-T
1
-REGLER
BZW.
REALER
PID-REGLER)
.
265
4.3
AUFGABEN
ZU
KAP.
4
.
271
5
ANALYSE
VON
REGELKREISEN
UND
REGLER-AUSLEGUNG
.
283
5.1
ZIEL
UND
ENTWURF
EINER
REGELUNG
.
283
5.2
DER
PID-REGLER
.
286
5.2.1
QUALITATIVE
ANALYSE
EINES
REGLERS
.
286
5.2.2
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
VON
REGLERN
.
295
5.2.3
TECHNISCHE
REALISIERUNG
VON
REGEL-GERAETEN
.
299
5.3
STABILITAET
.
302
5.3.1
BEWERTUNG
DES
NENNERS
EINER
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
.
307
5.3.2
KRITERIUM
NACH
HURWITZ
.
310
INHALTSVERZEICHNIS
XI
5.3.3
BEWERTUNG
DES
OFFENEN
REGELKREISES
UND
DES
BODE-DIAGRAMMS
.
312
5.4
UNTERSUCHUNG
DER
KOMBINATION
YYREGLER
UND
STRECKE
"
.
317
5.4.1
FESTWERTREGELUNG:
P-REGLER
UND
P-T1
-STRECKE
.
317
5.4.2
FESTWERTREGELUNG:
I-REGLER
UND
P-T1
-STRECKE
.
320
5.4.3
FOLGEREGELUNG:
I-REGLER
UND
P-TI
-STRECKE
.
324
5.4.4
FESTWERTREGELUNG:
PI-REGLER
UND
P-TI-STRECKE
.
328
5.4.5
FESTWERTREGELUNG:
PD-REGLER
UND
SCHWINGUNGSFAEHIGE
P-T2-STRECKE
.
329
5.5
AUSLEGUNG
IM
ZEITBEREICH
.
332
5.5.1
PRAGMATISCHE
EINSTELLMETHODEN
.
333
5.5.2
EINSTELLUNG
MIT
GUETEKRITERIEN
.
340
5.6
AUSLEGUNG
IM
FREQUENZBEREICH
.
341
5.6.1
BETRAGSOPTIMUM
UND
KOMPENSATION
VON
STRECKEN-PARAMETERN
.
341
5.6.2
SYMMETRISCHES
OPTIMUM
.
348
5.6.3
AUSLEGUNG
ANHAND
DES
BODE-DIAGRAMMS
.
351
5.7
AUFGABEN
ZU
KAP.
5
.
354
6
PROJEKTIERUNG
UND
AUSLEGUNG
VON
ANLAGEN,
OPTIMIERUNG
VON
REGELKREISEN
.
367
6.1
PRAGMATISCHE
ANSAETZE
ZUR
OPTIMIERUNG
VON
REGLERN
UND
REGELKREISEN
.
367
6.1.1
REGELDIFFERENZ
UND
STELLGROESSEN-AUFSCHALTUNG
.
367
6.1.2
RUECKFUEHRUNG
VON
ZUSTAENDEN,
GESCHWINDIGKEITS
UND
BESCHLEUNIGUNGSRUECKFUEHRUNG
.
371
6.1.3
SCHALTENDER
I-ANTEIL
.
374
6.1.4
EINSTELLUNG
EINES
REALEN
D-REGLERS
.
375
6.1.5
UMGANG
MIT
STELLGROESSENBEGRENZUNG,
VERMEIDUNG
REGLER-UEBERLAUF
(ANTI-WINDUP)
.
378
6.1.6
P-TI-REGLER
.
379
6.1.7
UMGANG
MIT
LOSBRECHMOMENTEN
ODER
VENTIL-UEBERDECKUNGEN
.
382
6.1.8
VORGABE
VON
EINGANGSSIGNALEN
(SOLLWERTANPASSUNG,
VORFILTER,
TRAJEKTORIENPLANUNG
UND
INPUT-SHAPER)
.
386
6.1.9
KASKADENREGELUNG
.
392
6.2
BEISPIELE
GEREGELTER
ANLAGEN
.
393
6.2.1
POSITIONSREGELUNG
.
393
6.2.2
GESCHWINDIGKEITSREGELUNG
.
397
6.2.3
REGELUNG
VON
BESCHLEUNIGUNG
UND
KRAFT
.
398
6.2.4
GLEICHLAUFREGELUNG
.
400
6.2.5
AKTIVE
SCHWINGUNGSDAEMPFUNG
.
400
XII
INHALTSVERZEICHNIS
6.3
OPTIMIERUNG
DER
REGELSTRECKE
.
413
6.3.1
EIGENFREQUENZEN
.
413
6.3.2
KONSTRUKTIVE
BEEINFLUSSUNG
DER
EIGENFREQUENZ
BEI
HYDRAULISCHEN
ANTRIEBEN
.
418
6.3.3
BEEINFLUSSUNG
DER
EIGENFREQUENZ
DURCH
EIN
GETRIEBE
AM
BEISPIEL
DER
HYDRAULIK
.
425
6.3.4
WAHL
DES
GETRIEBEFAKTORS
AUS
REGELUNGSTECHNISCHER
SICHT
.
429
6.4
SENSOROPTIMIERUNG
.
435
6.5
LABORMODELLE
.
436
6.6
AUFGABEN
ZU
KAP.
6
.
445
7
LOESUNGEN
ZU
DEN
AUFGABEN
.
451
LITERATURVERZEICHNIS
.
521
STICHWORTVERZEICHNIS
.
527 |
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINFUEHRUNG
.
1
1.1
WAS
IST
REGELUNGSTECHNIK?
WAS
IST
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK?
.
1
1.2
BEGRIFFE
UND
DEFINITIONEN
.
6
1.2.1
FUNKTIONSEINHEITEN,
SIGNALE
UND
NOMENKLATUR
EINES
REGELKREISES
.
6
1.2.2
TECHNISCHE
SYSTEME
.
11
1.3
BEISPIELE
AUS
DEM
MASCHINEN
UND
ANLAGENBAU
.
20
1.4
AUFGABEN
ZU
KAP.
1
.
39
2
AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHE
GRUNDLAGEN
.
45
2.1
INDUSTRIE-ANTRIEBSTECHNOLOGIEN
.
45
2.1.1
FUNKTIONSWEISE
ELEKTROMECHANISCHER
ANTRIEBE
.
47
2.1.2
FUNKTIONSWEISE
FLUIDTECHNISCHER
ANTRIEBE
.
57
2.2
MESSWERT-ERFASSUNG
UND
SENSORIK
.
66
2.3
AUFGABEN
ZU
KAP.
2
.
83
3
MODELLBILDUNG
UND
MATHEMATISCHE
GRUNDLAGEN
.
85
3.1
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
REALER
SYSTEME
.
85
3.1.1
VON
DER
ZEICHNUNG
ZUR
DIFFERENTIALGLEICHUNG
.
92
3.1.2
LOESEN
VON
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
IM
ZEITBEREICH
.
117
3.1.3
LOESEN
VON
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
IM
BILDBEREICH
MIT
DER
LAPLACE-TRANSFORMATION
.
130
3.2
TESTFUNKTIONEN
.
138
3.3
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
UND
FREQUENZGANG
.
143
3.4
GRAFISCHE
DARSTELLUNG
VON
FREQUENZGAENGEN
.
148
3.4.1
BODE-DIAGRAMM
.
148
3.4.2
ORTSKURVE
.
151
IX
X
INHALTSVERZEICHNIS
3.5
BLOCKSCHALTBILDER
.
152
3.6
LERNERFAHRUNG
AUS
MATHEMATISCHEN
MODELLEN
.
157
3.7
AUFGABEN
ZU
KAP.
3
.
158
4
BESCHREIBUNG
TYPISCHER
UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN
.
179
4.1
IDENTIFIKATION
VON
REGELSTRECKEN
.
179
4.1.1
PROPORTIONALES
VERHALTEN
(P-GLIED)
.
180
4.1.2
INTEGRIERENDES
VERHALTEN
(I-GLIED)
.
188
4.1.3
VERZOEGERUNGSGLIED
ERSTER
ORDNUNG
(P-T
1)
.
193
4.1.4
NICHT-SCHWINGUNGSFAEHIGES
VERZOEGERUNGSGLIED
ZWEITER
ORDNUNG
(P-T2)
.
204
4.1.5
NICHT-SCHWINGUNGSFAEHIGE
VERZOEGERUNGSGLIEDER
HOEHERER
ORDNUNG
(P-TYY)
.
210
4.1.6
SCHWINGUNGSFAEHIGES
VERZOEGERUNGSGLIED
ZWEITER
ORDNUNG
(P-T
2
)
.
212
4.1.7
SCHWINGUNGSFAEHIGE
VERZOEGERUNGSGLIEDER
HOEHERER
ORDNUNG
(P-TYY)
.
239
4.1.8
VERZOEGERUNGSGLIED
1.
UND
HOEHERER
ORDNUNG
MIT
INTEGRATOR
(I-TI
BZW.
I-TYY)
.
243
4.1.9
DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
(D-GLIED)
.
247
4.1.10
REALES
DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
(D-TI-GLIED)
.
251
4.1.11
TOTZEITGLIED
(T,)
.
253
4.2
UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN
EINES
PID-REGLERS
.
257
4.2.1
PID-EINZELANTEILE
(P-REGLER,
I-REGLER
UND
D-REGLER)
.
257
4.2.2
PROPORTIONAL-INTEGRIERENDES
VERHALTEN
(PI-REGLER)
.
259
4.2.3
PROPORTIONAL-DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
(PD-REGLER)
.
260
4.2.4
PROPORTIONAL-DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
MIT
VERZOEGERUNG
(PD-T
1
-REGLER,
REALER
PD-REGLER)
.
263
4.2.5
PROPORTIONAL-INTEGRIERENDES-DIFFERENZIERENDES
VERHALTEN
(PID-REGLER
UND
PID-T
1
-REGLER
BZW.
REALER
PID-REGLER)
.
265
4.3
AUFGABEN
ZU
KAP.
4
.
271
5
ANALYSE
VON
REGELKREISEN
UND
REGLER-AUSLEGUNG
.
283
5.1
ZIEL
UND
ENTWURF
EINER
REGELUNG
.
283
5.2
DER
PID-REGLER
.
286
5.2.1
QUALITATIVE
ANALYSE
EINES
REGLERS
.
286
5.2.2
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
VON
REGLERN
.
295
5.2.3
TECHNISCHE
REALISIERUNG
VON
REGEL-GERAETEN
.
299
5.3
STABILITAET
.
302
5.3.1
BEWERTUNG
DES
NENNERS
EINER
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
.
307
5.3.2
KRITERIUM
NACH
HURWITZ
.
310
INHALTSVERZEICHNIS
XI
5.3.3
BEWERTUNG
DES
OFFENEN
REGELKREISES
UND
DES
BODE-DIAGRAMMS
.
312
5.4
UNTERSUCHUNG
DER
KOMBINATION
YYREGLER
UND
STRECKE
"
.
317
5.4.1
FESTWERTREGELUNG:
P-REGLER
UND
P-T1
-STRECKE
.
317
5.4.2
FESTWERTREGELUNG:
I-REGLER
UND
P-T1
-STRECKE
.
320
5.4.3
FOLGEREGELUNG:
I-REGLER
UND
P-TI
-STRECKE
.
324
5.4.4
FESTWERTREGELUNG:
PI-REGLER
UND
P-TI-STRECKE
.
328
5.4.5
FESTWERTREGELUNG:
PD-REGLER
UND
SCHWINGUNGSFAEHIGE
P-T2-STRECKE
.
329
5.5
AUSLEGUNG
IM
ZEITBEREICH
.
332
5.5.1
PRAGMATISCHE
EINSTELLMETHODEN
.
333
5.5.2
EINSTELLUNG
MIT
GUETEKRITERIEN
.
340
5.6
AUSLEGUNG
IM
FREQUENZBEREICH
.
341
5.6.1
BETRAGSOPTIMUM
UND
KOMPENSATION
VON
STRECKEN-PARAMETERN
.
341
5.6.2
SYMMETRISCHES
OPTIMUM
.
348
5.6.3
AUSLEGUNG
ANHAND
DES
BODE-DIAGRAMMS
.
351
5.7
AUFGABEN
ZU
KAP.
5
.
354
6
PROJEKTIERUNG
UND
AUSLEGUNG
VON
ANLAGEN,
OPTIMIERUNG
VON
REGELKREISEN
.
367
6.1
PRAGMATISCHE
ANSAETZE
ZUR
OPTIMIERUNG
VON
REGLERN
UND
REGELKREISEN
.
367
6.1.1
REGELDIFFERENZ
UND
STELLGROESSEN-AUFSCHALTUNG
.
367
6.1.2
RUECKFUEHRUNG
VON
ZUSTAENDEN,
GESCHWINDIGKEITS
UND
BESCHLEUNIGUNGSRUECKFUEHRUNG
.
371
6.1.3
SCHALTENDER
I-ANTEIL
.
374
6.1.4
EINSTELLUNG
EINES
REALEN
D-REGLERS
.
375
6.1.5
UMGANG
MIT
STELLGROESSENBEGRENZUNG,
VERMEIDUNG
REGLER-UEBERLAUF
(ANTI-WINDUP)
.
378
6.1.6
P-TI-REGLER
.
379
6.1.7
UMGANG
MIT
LOSBRECHMOMENTEN
ODER
VENTIL-UEBERDECKUNGEN
.
382
6.1.8
VORGABE
VON
EINGANGSSIGNALEN
(SOLLWERTANPASSUNG,
VORFILTER,
TRAJEKTORIENPLANUNG
UND
INPUT-SHAPER)
.
386
6.1.9
KASKADENREGELUNG
.
392
6.2
BEISPIELE
GEREGELTER
ANLAGEN
.
393
6.2.1
POSITIONSREGELUNG
.
393
6.2.2
GESCHWINDIGKEITSREGELUNG
.
397
6.2.3
REGELUNG
VON
BESCHLEUNIGUNG
UND
KRAFT
.
398
6.2.4
GLEICHLAUFREGELUNG
.
400
6.2.5
AKTIVE
SCHWINGUNGSDAEMPFUNG
.
400
XII
INHALTSVERZEICHNIS
6.3
OPTIMIERUNG
DER
REGELSTRECKE
.
413
6.3.1
EIGENFREQUENZEN
.
413
6.3.2
KONSTRUKTIVE
BEEINFLUSSUNG
DER
EIGENFREQUENZ
BEI
HYDRAULISCHEN
ANTRIEBEN
.
418
6.3.3
BEEINFLUSSUNG
DER
EIGENFREQUENZ
DURCH
EIN
GETRIEBE
AM
BEISPIEL
DER
HYDRAULIK
.
425
6.3.4
WAHL
DES
GETRIEBEFAKTORS
AUS
REGELUNGSTECHNISCHER
SICHT
.
429
6.4
SENSOROPTIMIERUNG
.
435
6.5
LABORMODELLE
.
436
6.6
AUFGABEN
ZU
KAP.
6
.
445
7
LOESUNGEN
ZU
DEN
AUFGABEN
.
451
LITERATURVERZEICHNIS
.
521
STICHWORTVERZEICHNIS
.
527 |
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