Automatisierungstechnik Aufgaben: Lineare-, Zweipunkt- Und Fuzzy-Regelung

ISBN-13: 9783528074326 / Niemiecki / Miękka / 1998 / 134 str.

Serge Zakharian; Otto Mildenberger

Opis

Zu den wichtigsten Kapiteln der Regelungstechnik werden Ubungen vollstandig durchgerechnet und so dem Leser das theoretische Wissen verstandlich gemacht. Durch steigenden Schwierigkeitsgrad lernt der Studierende die Bewaltigung immer komplexerer Aufgaben.

Spis treści

1. Einführung.- 1.1 Hinweise zum Gebrauch des Buches.- 1.1.1 Gliederung des Stoffes.- 1.1.2 Literaturhinweise.- 1.1.3 Simulationsprogramme.- 1.1.4 Formelzeichen.- 1.2 Formelsammlung.- 1.2.1 Grundbegriffe und statisches Verhalten.- 1.2.2 Dynamisches Verhalten.- 1.2.3 Regelgüte und Reglereinstellung.- 1.2.4 Reglereinstellung und Regelungsvarianten.- 1.3 Regelungstechnische Grund- und Sonderglieder.- 1.3.1 Proportional-Elemente mit und ohne Verzögerung.- 1.3.2 Proportional-Elemente mit Verzögerung und Totzeit.- 1.3.3 Differenzierende Elemente.- 1.3.4 Integrierende Elemente und Elemente mit I-Anteil.- 1.4 Elektronische Regler mit Rückführung.- 1.5 Ausgewählte statische Kennlinien.- 2. Lineare Regelung.- 2.1 Bauglieder des Regelkreises.- 2.1.1 Winkelregelung einer Antenne.- 2.1.2 Feder-Dämpfer-System (1).- 2.1.3 Feder-Dämpfer-System (2).- 2.1.4 Lageregelung eines Magnetschwebekörpers.- 2.1.5 Winkelgeschwindigkeitsregelung einer Windkraftanlage.- 2.1.6 Lageregelung eines Roboterarmes.- 2.2 Statische Kennlinien.- 2.2.1 Lineare Regelstrecke.- 2.2.2 Linearisierte Regelstrecke.- 2.2.3 Arbeitspunkt.- 2.2.4 DGL und statische Kennlinie.- 2.3 Linearisierung.- 2.3.1 Graphische Linearisierung: Stellverhalten.- 2.3.2 Graphische Linearisierung: Störverhalten.- 2.3.3 Analytische Linearisierung.- 2.3.4 Proportionalbeiwerte im Arbeitspunkt.- 2.4 Reeller Regelfaktor.- 2.4.1 Führungsverhalten.- 2.4.2 Störverhalten.- 2.4.3 Kreisverstärkung.- 2.4.4 Kennlinie des Reglers.- 2.5 Aufstellen von Differentialgleichungen.- 2.5.1 Winkelgeschwindigkeitsregelung (Drehzahlregelung).- 2.5.2 Schwebekörper im Magnetfeld.- 2.5.3 Rotorgeschwindigkeitsregelung einer Windkraftanlage.- 2.5.4 Temperaturregelung eines Reaktors.- 2.5.5 Temperaturregelung eines Induktionsofens.- 2.6 Wirkungsplan.- 2.6.1 Grundstrukturen.- 2.6.2 Offener und geschlossener Wirkungsweg.- 2.6.3 Vereinfachung des Wirkungsplanes.- 2.6.4 Störverhalten.- 2.6.5 Führungsverhalten.- 2.6.6 Führungs- und Störverhalten.- 2.6.7 Komplexer Regelfaktor.- 2.6.8 Überlagerungsprinzip.- 2.6.9 Umformung des Wirkungsplanes.- 2.7 Frequenzkennlinien.- 2.7.1 Amplitudengang.- 2.7.2 Ortskurve des Frequenzganges.- 2.7.3 Bode-Diagramm.- 2.7.4 Bode-Diagramm und Ortskurve.- 2.7.5 Bode-Diagramm und Sprungantwort.- 2.8 Sprungantworten.- 2.8.1 PI-Verhalten.- 2.8.2 P-Tt -Verhalten.- 2.8.3 P-P-T1-Verhalten.- 2.9 Bleibende Regeldifferenz.- 2.9.1 Störverhalten.- 2.9.2 Führungsverhalten.- 2.9.3 Reglereinstellung.- 2.9.4 Auswahl des Reglers.- 2.10 Stabilitätskriterien.- 2.10.1 Hurwitz-Kriterium für DGL 2.Ordnung.- 2.10.2 Hurwitz-Kriterium für DGL 3.Ordnung.- 2.10.3 Stabilitätsgebiet.- 2.10.4 Regelkreis mit instabiler Regelstrecke.- 2.10.5 Stabilitätsbedingungen nach Nyquist-Kriterium.- 2.10.6 Vollständiges Nyquist-Kriterium im Bode-Diagramm.- 2.11 Reglereinstellung.- 2.11.1 Schwingungsversuch.- 2.11.2 Reglereinstellung nach Ziegler-Nichols-Verfahren.- 2.11.3 Reglereinstellung nach vorgegebenem Dämpfungsgrad.- 2.11.4 Reglereinstellung nach vorgegebener Phasenreserve.- 2.11.5 Reglereinstellung nach Betragsoptimum.- 2.11.6 Betragsoptimum und Ersatzzeitkonstante.- 2.11.7 Reglereinstellung nach symmetrischem Optimum.- 2.11.8 Symmetrisches Optimum und Ersatzzeitkonstante.- 2.11.9 Symmetrisches Optimum und Betragsoptimum.- 2.12 Regler mit Rückführung.- 2.12.1 PD-Regler.- 2.12.2 PID-Regler.- 2.12.3 PID-Regler nach Betragsoptimum.- 2.13 Kaskadenregelung.- 2.13.1 Einstellung nach vorgegebenem Dämpfungsgrad.- 2.13.2 Einstellung nach gewünschter Übertragungsfunktion.- 2.13.3 Einstellung nach gewünschter Zeitkonstante.- 2.14 Störgrößenaufschaltung.- 2.14.1 Vollständige Kompensation.- 2.14.2 Übertragungsfunktion des Korrekturgliedes.- 2.15 Simulationsaufgaben.- 2.15.1 Sprungantworten mit und ohne Regler.- 2.15.2 Reeller Regelfaktor.- 2.15.3 Regeldifferenz.- 2.15.4 Hurwitz-Stabilitätskriterium, Ersatzzeitkonstante.- 2.15.5 Instabile Regelstrecke.- 2.15.6 Vollständiges Nyquist-Stabilitätskriterium.- 2.15.7 Betragsoptimum, Ersatzzeitkonstante.- 2.15.8 Kaskadenregelung, Betragsoptimum.- 2.15.9 Reglereinstellung nach Integralkriterien.- 3. Zweipunktregelung.- 3.1 Regler ohne Schaltdifferenz.- 3.1.1 Zweipunktregler mit und ohne Grundlast.- 3.1.2 Regelkreis mit P-T2-Strecke.- 3.1.3 Regelkreis mit I-Tt-Strecke.- 3.1.4 Zweipunktregler mit Grundlast.- 3.2 Regler mit Schaltdifferenz.- 3.2.1 Zweipunktregler mit P-T1-Strecke.- 3.2.2 Zweipunktregler mit P-Tt-Strecke.- 4. Digitale Regelung.- 4.1 Quasikontinuierliche Regelung.- 4.1.1 Bestimmung von Abtastzeiten.- 4.1.2 Reglereinstellung nach Phasenreserve.- 4.1.3 Phasengänge von analogen/digitalen Regelkreisen.- 4.1.4 Stabilitätsgrenze.- 4.1.5 Reglereinstellung nach Betragsoptimum.- 4.2 Digitale Regelalgorithmen.- 4.2.1 Aufstellen von Algorithmen.- 4.2.2 Geschwindigkeits- und Stellungsalgorithmen.- 4.2.3 Wirkung von Abtastzeiten.- 4.2.4 Sprungantwort eines digitalen Regelkreises.- 4.2.5 Dead-beat-Regler.- 5. Steuerung.- 5.1 Die Norm IEC 1131.- 5.1.1 Organisationseinheiten.- 5.1.2 Sprachelemente.- 5.1.3 Datentypen.- 5.1.4 Programmiersprachen.- 5.1.5 Merkmale der Programmiersprachen.- 5.1.6 Standardfunktionen.- 5.1.7 Betriebsarten.- 5.2 Funktionsbausteinsprache FBD.- 5.2.1 Funktionsbaustein FFB-Logic.- 5.2.2 Funktionsbaustein FFB-Arithmetic.- 5.2.3 Freigabe eines Bausteins.- 5.2.4 Ausfuhrungsfehler.- 5.2.5 Arithmetische Funktionen.- 5.2.6 Bausteinbibliothek EXTENDED.- 5.2.7 FFB-Selection der Bibliothek EXTENDED.- 5.2.8 Programmierung von Grundtunktionen.- 5.2.9 Bausteinbibliothek TIMER.- 5.2.10 Editor des Bausteins DFB (Derived Function Block).- 5.3 SPS als Regler.- 5.3.1 Reglerstruktur und Betriebsarten.- 5.3.2 Übertragungsfunktionen.- 5.3.3 Analogwertverarbeitung.- 5.3.4 Übersetzungswerte.- 5.3.5 Messungen mit SPS.- 5.3.6 PID-Regler.- 5.3.7 Adaptiver Regler.- 6. Intelligente Regelung.- 6.1 Fuzzy-Regelung.- 6.1.1 Linguistische variable.- 6.1.2 Scharfe Mengen.- 6.1.3 Logische Operationen mit scharfen Mengen.- 6.1.4 Unscharfe Mengen.- 6.1.5 Zugehörigkeitsfunktionen.- 6.1.6 Scharfe und unscharfe Mengen.- 6.1.7 Verknüpfung von unscharfen Mengen.- 6.1.8 Logische Operationen mit unscharfen Mengen.- 6.1.9 Regelbasis.- 6.1.10 Inferenz.- 6.1.11 Denazifizierung.- 6.1.12 Fuzzy-Logik mit RT-Neuronen.- 6.1.13 Entwurf eines Fuzzy-Reglers mit RT-Neuronen.- 6.2 Neuronale Regelung.- 6.2.1 Hebb’sche Lernregel.- 6.2.2 Delta- Lernregel.- 6.2.3 Identifikation mit Backpropagation.- 6.2.4 Umschulung eines Perzeptrons.- 6.2.5 Lernvorgang eines Hopfield-Netzes.- 6.2.6 Regelung mit Hopfield-Netz.- 6.2.7 Regelung mit IAC-Netz.- 6.2.8 Lernvorgang eines RT-Neurons.- 6.2.9 Identifikation mit RT-Neuron.- 6.2.10 Regelung mit RT-Neuron.- Sachwortverzeichnis.

O autorze

Prof. Dr.-Ing. Serge Zakharian lehrt an der Fachhochschule Wiesbaden im Fachbereich Mathematik, Naturwissenschaften und Datenverarbeitung.