Regelungstechnik

Einführung in die Methoden und ihre Anwendung

Otto Föllinger

Información del producto

Autor: Otto Föllinger
ISBN: 9783800742028
Editorial: VDE Verlag
Fecha de publicación: 2016-08-31
Fecha de publicación (electrónico): 2016-06-14
Año relacionado (electrónico): 2016
Edition: 12., überarbeitete Auflage
Paginas: 469
Package: Elektrotechnik [1113]

P-ISBN: 9783800742011

Cite this publication as

Otto Föllinger, Regelungstechnik (2016), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800742028

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Descripción / Abstract

Das von Otto Föllinger begründete Lehrbuch ist 1972 erstmals erschienen und zu einem Standardwerk der Regelungstechnik geworden. Sein Ziel, den Leser mit dem Begriffssystem und der Methodik der Regelungstechnik sowie deren Anwendung vertraut zu machen, erreicht es durch systematischen Aufbau, gute Lesbarkeit und Anwendungsnähe. Auf mathematische Strenge ist kein Wert gelegt, wohl aber darauf, dass die Motivation von Begriffen und Verfahren einsichtig wird, dass sich die Schlussweisen ohne Mühe nachvollziehen lassen und soweit wie möglich anschaulich bleiben. Zahlreiche realistische Beispiele bestätigen die Leistungsfähigkeit der theoretischen Methoden.

Ausgehend von der anschaulichen Beschreibung der Systeme durch das Strukturbild werden die klassischen Analyse- und Syntheseverfahren im Frequenzbereich behandelt. An sie schließt sich eine ausführliche Darstellung der Zeitbereichsmethodik (Zustandsbeschreibung) an, in die mehrere Verfahren zum Entwurf von Zustandsregelungen sowie die Ordungsreduktion einbezogen sind.

Dieser Lehrbuch-Klassiker wird von vier Schülern Otto Föllingers weiterbearbeitet und an neuere Entwicklungen angepasst. Sie legen hier erneut eine Aktualisierung dieses systematischen, anwendungsnahen und außergewöhnlich anschaulichen Lehrbuchs vor.

Extracto

Índice

  • Regelungstechnik
  • Vorwort
  • Inhaltsverzeichnis
  • 1 Grundbegriffe der Regelungstechnik
  • 1.1 Notwendigkeit der Regelung
  • 1.2 Aufbau undWirkungsweise einer Regelung
  • 1.3 Beispiele von Regelungen
  • 1.4 Regelung und Steuerung
  • 1.5 Forderungen an die Regelung und Bearbeitung einer Regelungsaufgabe
  • 1.6 Erweiterung des Regelungsbegriffs und Charakterisierung der Regelungstechnik
  • 2 Das Strukturbild (Signalflussplan, Wirkplan) als anschaulichesModell dynamischer Systeme
  • 2.1 Einführung des Strukturbilds
  • 2.2 Aufstellen des Strukturbilds an Beispielen
  • 2.3 Die Blöcke des Strukturbilds
  • 2.4 Klassifikation der Übertragungsglieder
  • 2.5 Eigenschaften der linearen zeitinvarianten Übertragungsglieder (LZI-Glieder)
  • 2.6 Bestimmung des stationären Zustands aus dem Strukturbild
  • 2.7 Linearisierung um den Arbeitspunkt
  • 2.8 Umformung des Strukturbilds
  • 2.9 Experimentelle Bestimmung der Systemparameter
  • 3 Analyse von Regelsystemen
  • 3.1 Definition der Stabilität
  • 3.2 Grundlegendes Stabilitätskriterium
  • 3.3 Stationäres Verhalten offenerWirkungsketten
  • 3.4 Blockiereigenschaft von Nullstellen
  • 3.5 Gleichungen des Regelkreises
  • 3.6 Beispiele
  • 3.7 Standardregelkreis
  • 3.8 Eigenschaften des offenen Kreises
  • 3.9 Stationäres Verhalten des Regelkreises
  • 3.10 Stabilität von Regelkreisen
  • 3.11 Frequenzgang
  • 3.12 Ortskurve des offenen Kreises
  • 3.13 Nyquist-Kriterium
  • 3.14 Weitere Stabilitätskriterien
  • 4 Frequenzkennlinien
  • 4.1 Charakterisierung des Frequenzkennlinienverfahrens
  • 4.2 Definition der Frequenzkennlinien
  • 4.3 Frequenzkennlinien einfacher Glieder
  • 4.4 Frequenzkennlinien des offenen Kreises
  • 4.5 Frequenzkennlinien von geschlossenenWirkungskreisen
  • 4.6 Nyquist-Kriterium in Frequenzkennliniendarstellung
  • 4.7 Minimalphasenglieder und Allpässe
  • 4.8 Numerische Berechnung der Frequenzkennlinien
  • 5 DieWurzelortskurve
  • 5.1 Allgemeine Charakterisierung des Verfahrens
  • 5.2 Definition derWurzelortskurve
  • 5.3 Geometrische Eigenschaften derWurzelortskurve
  • 5.4 Herleitung der geometrischen Eigenschaften derWurzelortskurve
  • 5.5 Analytische Darstellung derWurzelortskurve
  • 5.6 Wurzelortskurve und Zeitverhalten des Regelkreises
  • 6 Synthese (Entwurf ) von Regelkreisen
  • 6.1 Problemstellung
  • 6.2 Forderungen an die Regelung
  • 6.3 Grundsätzliche Struktur des Reglers
  • 6.4 Realisierungsprobleme und realistische Reglerstruktur: PI-, PID- und PD-Regler
  • 6.5 Faustregeln für dieWahl der Reglerparameter und Beispiele
  • 6.6 Anwendung des Frequenzkennlinienverfahrens
  • 6.7 Anwendung desWurzelortsverfahrens
  • 6.8 Einstellregeln für die Reglerparameter
  • 6.9 Kompensationsregler
  • 6.10 Synthese durch Veränderung der Regelungsstruktur
  • 6.11 Mehrfachregelungen
  • 6.12 Analoge Realisierung des Reglers
  • 6.13 Digitale Realisierung des Reglers
  • 7 Beschreibung dynamischer Systeme mit Hilfe von Zustandsvariablen (Zustandsgrößen)
  • 7.1 Frequenzbereichs- und Zustandsmethodik
  • 7.2 Einführung von Zustandsvariablen (Zustandsgrößen)
  • 7.3 Aufstellen der Zustandsgleichungen aus Differentialgleichungen höherer Ordnung
  • 7.4 Aufstellen der Zustandsgleichungen aus der komplexen Übertragungsgleichung
  • 7.5 Aufstellen der Zustandsgleichungen aus dem Strukturbild
  • 7.6 Allgemeine Formder Zustandsgleichungen eines linearen Systems
  • 7.7 Linearisierung nichtlinearer Systeme um einen stationären Zustand
  • 7.8 Ortsdiskretisierung partieller Differentialgleichungen
  • 7.9 Berücksichtigung von Totzeit
  • 8 Analyse linearer und zeitinvarianter Systeme im Zustandsraum
  • 8.1 Transformation auf Normalform
  • 8.2 Lösung der Zustandsgleichungen
  • 8.3 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit
  • 8.4 Stabilität
  • 8.5 Nullstellen im Zustandsraum
  • 8.6 Modellordnungsreduktion
  • 9 Entwurf von Zustandsregelungen
  • 9.1 Struktur einer Zustandsregelung und Problematik
  • 9.2 Entwurf der Vorsteuerung
  • 9.3 Reglerentwurf durch Polvorgabe (Eigenwertvorgabe)
  • 9.4 Reglerentwurf durchMinimieren eines quadratischen Gütemaßes: Riccati-Regler
  • 9.5 Ein Entwurf auf Führungsverhalten: Entkopplung nach Falb undWolovich
  • 9.6 Zustandsbeobachter
  • 9.7 Berücksichtigung von Störgrößen
  • 10 Entwurf robuster Regelungen
  • 10.1 Robustheit von Regelungen
  • 10.2 H∞-Entwurf robuster Regelungen
  • 10.3 Robustheitsentwurf mittels Straffunktionen
  • 11 Mathematischer Anhang
  • 11.1 Elemente der Laplace-Transformation
  • 11.2 Residuum und Residuensatz bei rationalen Funktionen
  • 11.3 Matrizenrechnung
  • 11.4 Gütevektoroptimierung
  • Literaturverzeichnis
  • Literatur zu Kapitel 1
  • Literatur zu Kapitel 2
  • Literatur zu Kapitel 3
  • Literatur zu Kapitel 4
  • Literatur zu Kapitel 5
  • Literatur zu Kapitel 6
  • Literatur zu Kapitel 7
  • Literatur zu Kapitel 8
  • Literatur zu Kapitel 9
  • Literatur zu Kapitel 10
  • Literatur zu Kapitel 11
  • Stichwortverzeichnis

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