Grundlagen Der Regelungstechnik: Mit 338 Bildern, 21 Tabellen Und 156 Übungsaufgaben

ISBN-13: 9783322960979 / Niemiecki / Miękka / 1979 / 348 str.

Eduard Pestel; E. Pestel; E. Kollmann

Opis

einer solchen leichtfasslichen Optimierung rechtfertigt allein schon die vorangegangene intensive Beschaftigung mit dem Bode-Diagramm. Im letzten Kapitel befassen wir uns mit der Anwendung des elektronischen Analogrechners fur die Untersuchung linearer und nichtlinearer Regelungsprobleme. Bei der Darstellung der mathematischen Verfahren haben wir uns bemuht zu zeigen, dass diese nicht nur der Analyse dienen, sondern vielmehr einen Weg zur optimalen Synthese von Regelkreisen unter Berucksichtigung der technischen Gegebenheiten eroffnen. Die nichtlineare Regelungstheorie musste dabei, mit Ausnahme kurzer Hin weise im 7. Kapitel, ubergangen werden, da bereits ihr gegenwartiger Stand eine ge sonderte Darstellung erfordert. Der erfahrene Leser wird manche ihm vertraute Methode vermissen, doch wird er - so glauben wir - hinreichend dadurch entschadigt, dass die Beschrankung auf die uns am nutzlichsten erscheinenden Verfahren ihre grundliche, mit zahlreichen Beispielen versehene Behandlung ermoglichte. Fur viele Anregungen und Verbesserungsvorschlage danken wir unseren fruheren Mit arbeitern, Herrn Dr.-Ing. D. Dovener und Herrn Dr.-Ing. A. Hupe. An der Ausarbeitung der Ubungsaufgaben war Herr Dr.-Ing. B. Dirr massgebend beteiligt, dem im Hinblick auf die Bedeutung der Ubungen fur die erfolgreiche Durcharbeitung des Buches unser besonderer Dank gilt."

Spis treści

1 Der Aufbau von Regelkreisen.- 1.1 Luftdruckregelung.- 1.2 Raumtemperaturregelung.- 1.3 Elektrische Folgeregelung.- 2 Einführung in die mathematische Beschreibung.- 2.1 Drehzahlregelung einer Dampfturbine als Beispiel.- 2.2 Blockschalt-und Strukturbild.- Übungsbeispiele.- Übungsaufgaben.- 2.3 Differentialgleichungen für Regelkreisglieder und Regelkreis.- Übungsaufgaben.- 2.4 Klassifikation von Regelstrecken und Reglern.- 3 Die Übertragungsfunktion.- 3.1 Linearität und Rückwirkungsfreiheit.- 3.2 Beschreibung des dynamischen Verhaltens von Regelkreisgliedern und Regelkreisen.- 3.3 Laplace-Transformation und Übertragungsfunktion.- Übungsaufgaben.- 3.4 Anwendung der Übertragungsfunktion auf die Standard-Eingangssignale.- Übungsaufgaben.- 3.5 Die Übertragungsfunktion zusammengesetzter Systeme.- Übungsaufgaben.- 3.6 Bestimmung des Beharrungsverhaltens von Regelkreisen mit Hilfe der.- Übertragungsfunktion.- Übungsaufgaben.- 4 Das Wurzelortverfahren.- 4.1 Mathematische Grundlagen des Wurzelortverfahrens.- 4.2 Regeln für die Konstruktion von Wurzelortkurven.- 4.3 Berechnung der Übergangsfunktion mit Hilfe der Wurzelortdarstellung.- 4.4 Katalog von Wurzelortkurven.- Übungsaufgaben.- 4.5 Anwendung des Wurzelortverfahrens bei beliebigen Parametern.- Übungsaufgaben.- 4.6 Anwendung des Wurzelortverfahrens auf vermaschte Regelkreise.- Übungsaufgaben.- 5 Die Frequenzgangmethode.- 5.1 Beispiel.- 5.2 Der komplexe Frequenzgang und seine Ortskurve.- Übungsaufgaben.- 5.3 Ableitung des Stabilitätskriteriums von Nyquist.- 5.4 Beispiele zur Stabilitätsuntersuchung anhand der Ortskurve.- Übungsaufgaben.- 5.5 Der Frequenzgang im Bode-Diagramm.- Übungsaufgaben.- 5.6 Inversion, Multiplikation und Division von Frequenzgängen.- Übungsaufgaben.- 5.7 Anwendung des Nyquist-Stabilitätskriteriums im Bode-Diagramm.- Übungsaufgaben.- 5.8 Nichtreguläre Systeme.- 5.8.1 Positive Pole in der Übertragungsfunktion F0(s) des offenen Kreises.- 5.8.2 Positive Nullstellen in der Übertragungsfunktion F0(s) des offenen Kreises.- 5.8.3 Regelkreis mit Totzeit.- Übungsaufgaben.- 5.9 Auswertung gemessener Frequenzgänge.- Übungsaufgaben.- 5.10 Frequenzgang des geschlossenen Regelkreises (Nichols-Diagramm).- Übungsaufgaben.- 5.11 Näherungsverfahren für das Frequenzverhalten des geschlossenen Regelkreises 228 Übungsaufgaben.- 5.12 Beziehung zwischen Frequenzgang und Zeitverhalten.- 5.12.1 Anwendung des Fourierintegrals.- 5.12.2 Anwendung der Übertragungsfunktion.- Übungsaufgaben.- 5.13 Berechnung des Frequenzganges aus der Übergangsfunktion.- 6 Die Zustandsdarstellung.- 6.1 Ableitung der Zustandsgieichungen aus der physikalischen Systembeschreibung.- Übungsaufgaben.- 6.2 Zusammenhang zwischen Zustandsgieichungen und der DGl des Gesamtsystems...- 6.3 Zusammenhang zwischen Übertragungsfunktion und Zustandsdarstellung.- Übungsaufgaben.- 6.4 Lösung der Systemgleichungen.- Übungsaufgaben.- 6.5 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit.- Übungsaufgaben.- 7 Optimierung und Regelkreissynthese.- 7.1 Formulierung der Optimierungskriterien.- 7.1.1 Optimierungskriterien im Zeitbereich.- 7.1.2 Optimierungskriterien in der Wurzelortebene.- 7.1.3 Optimierungskriterien für den Frequenzgang.- 7.1.4 Optimierungskriterien für den Zustandsraum.- 7.2 Einfache Bemessungsvorschriften für die optimale Einstellung von Reglern.- 7.2.1 Bei bekannter Übergangsfunktion der Regelstrecke.- 7.2.2 Auf Grund der kritischen Reglerverstärkung.- 7.2.3 Bei bekanntem Frequenzgang der Regelstrecke mit Hilfe der Betragsoptimierung.- Übungsaufgaben.- 7.3 Einfügen von Netzwerken.- 7.3.1 Reihenschaltung.- 7.3.2 Parallelschaltung.- 7.3.3 Gegenschaltung.- Übungsaufgaben.- 7.4 Optimierung im Bode-Diagramm.- 7.4.1 Amplitudenabsenkendes Netzwerk.- 7.4.2 Phasenanhebendes Netzwerk.- Übungsaufgaben.- 7.5 Regelkreissynthese.- 7.5.1 Bestimmung des Reglerfrequenzganges.- 7.5.2 Bestimmung des Frequenzganges des Führungsblockes (SoUwertglättung)..- Übungsaufgaben.- 7.6 Regelkreissynthese im Zustandsraum.- 7.6.1 Zustandsregelung durch Polvorgabe.- 7.6.2 Der Luenberger Beobachter.- 7.6.3 Der reduzierte Beobachter.- 7.6.4 Auslegung auf endliche Einstellzeit.- Übungsaufgaben.- 8 Anwendung des Analogrechners in der Regelungstechnik.- 8.1 Die Technik des elektronischen Analogrechners.- 8.2 Entwicklung eines Schaltplanes.- Übungsaufgaben.- 8.3 Maß Stabsbestimmung.- 8.4 Anwendungsbeispiele der Regelungstechnik.- 8.4.1 Lineares Beispiel.- 8.4.2 Regelkreis mit Relaisregler.- Literatur.- Anhang 1.- Anhang 2.- Sachwortverzeichnis.