Grundlagen der Regelungstechnik Kontinuierliche und diskrete Systeme

von: Anton Braun

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2005

ISBN: 9783446405219 , 416 Seiten

Format: PDF, OL

Kopierschutz: Wasserzeichen

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Grundlagen der Regelungstechnik Kontinuierliche und diskrete Systeme


 

Vorwort

6

Inhaltsverzeichnis

8

1 Einleitung

12

1.1 Grundsätzlicher Aufbau von Regelkreisen

12

1.2 Ein typisches Beispiel einer angewandten Regelung

13

1.3 Historischer Überblick

14

1.4 Die Übertragungsfunktion

14

1.5 Mathematische Modelle und Blockschaltbilder dynamischer Systeme

25

2 Regeleinrichtungen

32

2.1 Einteilung und Bezeichnung

32

2.2 Technische Realisierung der Grundregler mit Operationsverstärkern

45

3 Analyse des transienten und stationären Verhaltens von Systemen

49

3.1 Typische Testsignale

49

3.2 Die wichtigsten Übertragungsglieder

52

3.3 Dynamisches Verhalten des Regelkreises

61

3.4 Stationäres Verhalten des Regelkreises

63

4 Stabilität von Regelkreisen

69

4.1 Einleitung

69

4.2 Das Stabilitätskriterium von Routh und Hurwitz

70

4.3 Das Stabilitätskriterium von Nyquist

74

4.4 DasWurzelortskurven-Verfahren

89

5 Qualitätskriterien von Regelkreisen

109

5.1 Entwurfsforderungen

109

5.2 Systeme zweiter Ordnung

110

5.3 Typische Kennwerte des dynamischen Verhaltens

116

5.4 International standardisierte Gütemaßzahlen

118

5.5 Das ITAE-Gütekriterium zur Optimierung des Systemverhaltens

119

6 Entwurf linearer Regelkreise

122

6.1 Regelkreis-Synthese im Bode-Diagramm

122

6.2 Regelkreis-Synthese mit Hilfe vonWurzelortskurven

151

6.3 Empirische Einstellregeln von Ziegler und Nichols

159

7 Mathematische Beschreibung linearer Systeme im Zustandsraum

162

7.1 Einleitung

162

7.2 Analyse geregelter Systeme im Zustandsraum

173

7.3 Normalformen der Zustandsraumdarstellung

181

8 Stabilität von Systemen

193

8.1 Einleitung

193

8.2 Das Stabilitätskriterium von Liapunov für lineare Systeme im Zustandsraum

194

9 Regelkreis-Synthese im Zustandsraum

204

9.1 Einleitung

204

9.2 Das Verfahren der Polzuweisung

204

9.3 Regelkreis-Synthese unter Verwendung des Zustands-Beobachters

220

9.4 Optimale Regelsysteme

253

10 Diskrete Regelung kontinuierlicher Systeme

263

10.1 Signaltypen

263

10.2 Prinzipieller Aufbau digitaler Regelkreise

264

10.3 Signalkonversion

265

11 Übertragungsverhalten diskreter Systeme

269

11.1 Übertragungsfunktion

269

11.2 Idealer Abtaster

271

11.3 Übertragungsfunktion zusammengesetzter Systeme

283

12 Synthese diskreter Regelsysteme

300

12.1 Das diskrete Filter aus einem äquivalenten analogen Filter

300

12.2 Regelkreis-Synthese mit Hilfe vonWurzelortskurven

316

12.3 Regelkreis-Synthese im Frequenzbereich

339

Anhang I

351

I.1 Die Laplace-Transformation

351

I.2 Inverse Laplace-Transformation

364

Anhang II

372

II.1 Die z-Transformation

372

II.2 Inverse z-Transformierte

385

II.3 Abbildung der s-Ebene in die z-Ebene

400

Literaturverzeichnis

407

Grundlagen der Regelungstechnik

407

Regelkreissynthese im Zustandsraum

408

Digitale Regelungstechnik

408

Optimale Regelprozesse

409

Adaptive Regelsysteme und Neuronale Netzwerke

409

Mathematische Grundlagenbücher zur Regelungstechnik

409

Sachwortverzeichnis

410