Module handbook

Energiesystemtechnik (ES)

Regelungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse der Physik und Elektrotechnik; es wird empfohlen, die Vorlesungen 'Physik I und II mit Labor','Informatik mit Labor' und 'Elektrotechnik' abgeschlossen zu haben bzw. parallel zu belegen. Ferner sind mathematische Grundkenntnisse im Bereich Differentialgleichungen und lineare Algebra erforderlich.

Lernziele / Kompetenzen

Energietechnische Systeme weisen eine hohe Dynamik auf. Mess-, Regelungs- und Steuerungstechnik sind diejenigen Systemwerkzeuge, die es ermöglichen energietchnische Prozesse zu monitoren, zu überwachen und zu führen. Die Studierenden erhalten Kenntnis über die Wirkungszusammenhänge bei der Signalübertragung in Regelkreisen. Sie können Regelstrecken klassifizieren und geeignete regelungstechnische Einrichtungen auswählen und einstellen. Sie erhalten Einblick in die zentrale Funktionen der MSR Technik in der Energiesystemtechnik und deren Bedeutung für die Energieeffizienz von Energiesystemen.

Die Studierenden müssen in der Lage sein, messtechnische Prinzipien zu erläutern, geeignete Messverfahren und - techniken zu benennen und zu beurteilen. Sie lernen in Kategorien der Signalübertragung und von Wirkungsplänen zu denken, mit mathematischen Methoden wie dem Aufstellen und Lösen von linearen gewöhnlichen Differentialgleichungen und der Laplace-Transformation Problemstellungen der Regeldynamik wie das Übertragungsverhalten anschaulich zu lösen und darzustellen. Durch die Synthese von klassischen Reglerfunktionen (P-I-D) und unterschiedlichen Regelstrecken zu Regelkreisen sind sie in der Lage das Regelverhalten einschleifiger Regelkreise abzuschätzen und durch mathematische Methoden für die unterschiedlichen Regelkreiskonstellationen präzise Vorhersagen bezüglich Schnelligkeit, Genauigkeit und Stabilität der Regelkreise zu treffen.

 

SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60
Workload 120
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Die Modulnote setzt sich zusammen aus der Note der K90 Klausur Regelungstechnik mit einer Gewichtung von 70 % und der Laborarbeit LA mit einer Gewichtung von 30 %.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Jens Pfafferott

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Regelungstechnik mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V649
SWS 4.0
Lerninhalt

In der Vorlesung werden an der Tafel die mathematischen Methoden der Regelungstechnik entwickelt. Zunächst wird das Übertragungsverhalten unterschiedlicher Regelstrecken in Form von Sprungantwortfunktionen und Ortskurven ausführlich dargestellt. Durch in die Vorlesung integrierte Übungsbeispiele können die Studierenden unmittelbar die vorgestellten Methoden erproben und jeweils ihr Können einschätzen und ihr Verständnis überprüfen. Beispielhaft wird die Sensorik, wie sie für die Mess- und Regeltechnik in der Energietechnik eingesetzt wird, erläutert und hinsichtlich der Signalübertragung charakterisiert.
Auch die Regelkreissynthese wird ausführlich und anschaulich an der Tafel mathematisch demonstriert und mit integrierten Übungen erprobt. In Einzelfällen tragen die Studierenden Lösungen an der Tafel vor.
Ergänzt werden die theoretischen Aussagen und Methoden durch praktische Versuche am PID-Board im Rahmen einer nachmittäglichen Labor-Übung.

A.) Denken in Wirkungsplänen.
B.) Beispiele für Regelstrecken in der Energiesystemtechnik.
C.) Mathematische Methoden der Regelungstechnik.
D.) Klassifizierung von Regelstrecken.
E.) Charakterisierung und Klassifizierung von Reglern.
F.) Regelkreissynthese, Führungs- und Störübertragungsverhalten.
G.) Mess- und Sensortechnik in der Energiesystemtechnik.

Literatur

- Automation regenerativer Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden, Bollin, Elmar, Vieweg+Teubner, 2009
- Digitale Gebäudeautomation, Arbeitskreis der Professoren für Regelungstechnik, Springer, 2004
- Regelungs- und Steuerungstechnik in der Versorgungstechnik., Arbeitskreis der Professoren für Regelungstechnik in der Versorgungstechnik (HRSG.), C.F. Müller Verlag Heidelberg, 2002
- Regelungstechnik für Ingenieure, Reuter, M., Vieweg Verlag, Wiesbaden, 2004.