Module guide

Mess - und Regelungstechnik

Empf. Vorkenntnisse

Grundlagen der Mathematik, Elektrotechnik, Physik, Technischen Mechanik, Maschinenelemente, Strömungslehre, Wärme- und Stoffübertragung und Technischen Thermodynamik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Die Studierenden können ein zusammenhängendes Gesamtsystem des Maschinenbaus in einzelne (Sub-)Systeme aufteilen, zwischen denen ein Signalaustausch stattfindet.

Sie begreifen ein Signal als eine physikalische Größe, die eine Information trägt, und sind in der Lage, einfache lineare Syteme 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. Ferner erkennen sie Systeme, die bezüglich ihrer Stabilität kritisch sind, und können aufzeigen, durch welche Maßnahmen die Stabilität verbessert werden kann.

Die Studierenden sind in der Lage, sich selbstständig in gängige Messverfahren einzuarbeiten und deren Eignung für einen konkreten Anwendungsfall abzuschätzen.

Dauer 1 Semester
SWS 5.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:75 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:135 h

  • Workload:210 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min., gestufte Noten, Einzelprüfung

Prüfungsvoraussetzung: Erfolgreiche Teilnahme am Labor "Mess- und Regelungstechnik".

Bis zu 10 % der Prüfungsleistung können durch Leistungen aus dem Labor (Gruppen- und Einzelleistung) erreicht werden, wenn beide Prüfungsleistungen (Labor und Klausur) im gleichen Semester erbracht werden. Es ist möglich, die Note 1,0 auch ohne diese Zusatzleistung zu erreichen.

ECTS 7.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Jens Pfafferott

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Hochberg

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 6
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor 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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