Angewandte Biomechanik

Fakultät EMI

Modulhandbuch

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Modulhandbuch

Mess- und Regelungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

 

Vorprüfung

Grundlagen der Mathematik, Elektrotechnik, Physik, Technischen Mechanik, Strömungslehre. Kenntnis des aktuellen Stoffs der Vorlesung

 
Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können ein zusammenhängendes Gesamtsystem des Maschinenbaus in einzelne Systeme aufteilen zwischen denen Signalaustausch stattfindet.

Sie begreifen ein Signal als eine physikalische Größe, die eine Information trägt, beispielsweise Weg, Kraft, Temperatur.

Sie sind in der Lage einfache lineare Systeme mathematisch zu beschreiben und einfache Gesamtsysteme analytisch zu berechnen. Sie haben ausreichend Abstraktionsvermögen, um das Verhalten nichtlinearer Systeme abschätzen zu können und mit entsprechenden Computerprogrammen auch nichtlineare Systeme simulieren zu können.

Sie kennen einfache Regler und können diese parametrieren.

Sie erkennen Systeme, die bezüglich ihrer Stabilität kritisch sind, und können aufzeigen durch welche Maßnahmen die Stabilität verbessert werden kann.
Dauer 1
SWS 5.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75
Selbststudium / Gruppenarbeit: 135
Workload 210
ECTS 7.0
Leistungspunkte Noten

Klausurarbeit, 90 Minuten und Laborarbeit
Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Hochberg
Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, MA - Hauptstudium
Veranstaltungen

Mess- und Regelungstechnik mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V828
SWS 5.0
Lerninhalt

Grundlagen

  • Einführung: System/Signal/Übertragungsfunktion
  • Definition und Aufgabenstellungen der Mess- und Regelungstechnik
  • Darstellung von MSR-Aufgaben Symbolik, Normen, Symbole, Blockdiagramme

Wiederholung komplexe Zahlen und Funktionen

  • Normalform und Gauß'sche Zahlenebene, trigonomische Form, Exponentialform
  • Rechnen mit komplexen Zahlen und Funktionen: Ortskurve und Bodediagramm

Systemtheoretische Grundlagen

  • Physikalischer Prozess, technischer Prozess, technisches/dynamische System
  • Eingangs- und Ausgangsgrößen, Systemgrößen, Systemparameter, Systemanalyse
  • Übertragungsverhalten (im Zeitbereich), Übertragungsfunktion, insb. Impulsantwort, Sprungantwort und Antwort auf periodische Anregung

Lineare, kontinuierliche Systeme im Zeit- und Bildbereich

  • Modellbildung eines Übertragungssystems (Aufstellen der Differentialgleichung), Test- und Antwortfunktion
  • Linearisierung, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, elementare Übertragungsglieder, Frequenzdarstellung zusammengesetzter Systeme
  • Umformen von Blockstrukturen
  • Anwendung der Regeln auf verschiedene Problemstellungen

Der Regelkreis

  • Zeitverhalten typischer Regler, Standard-Regelkreis, Regelkreisgleichung, Führungs- und Störverhalten, statisches und dynamisches Verhalten
  • Synthese von Regelkreisen

Stabilität und Reglerentwurf im Zeitbereich

  • Kenngrößen eines Regelkreises und Stabilitätskriterien
  • Bestimmung von Reglerparametern/Einstellregeln
Literatur
  • Aufgaben- und Materialsammlung als Unterlage für die Vorlesung
  • Jürgen Bechtloff: Regelungstechnik, Vogel Verlag, Würzburg, 2012, 1. Auflage
  • Hildebrand Walter: Grundkurs Regelungstechnik, Vieweg + Teubner, Wiesbaden, 2009, 2. Auflage
  • Große Auswahl an weiterführender Literatur in der Hochschulbibliothek
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