Beier / Wurl Regelungstechnik

Basiswissen, Grundlagen, Beispiele
1. Auflage 2015
ISBN: 978-3-446-44393-8
Verlag: Carl Hanser Fachbuchverlag
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 278 Seiten

Dieses Lehrbuch bietet einen umfassenden und übersichtlichen Einstieg in das komplexe Gebiet der Regelungstechnik. Behandelt werden die Berechnung einfacher Regelkreise im stationären Zustand sowie grundlegende Regelstreckentypen und deren Identifikation. Das Buch geht außerdem auf die Standardregler als Übertragungsglieder näher ein und erläutert diese im Zusammenhang des Zeit- und Frequenzbereiches.
Jedes Kapitel enthält zahlreiche praxisnahe Übungsaufgaben und Lösungen, welche der weiteren Wissensvertiefung dienen. Der einfache und gut strukturierte Aufbau des Buches ermöglicht auch Lesern ohne Kenntnisse der höheren Mathematik einen verständlichen Einstieg in die Materie.
Das Buch richtet sich an Studierende der Elektrotechnik, Fachschüler sowie Techniker, die ihre Kenntnisse auf dem Gebiet der Regelungstechnik erweitern wollen.
Die 2. Auflage wurde komplett überarbeitet und aktualisiert. Zudem sind weitere Bilder und Übungen hinzugekommen.
Aus dem Inhalt: Einführung in die Regelungstechnik; Das stationäre Verhalten von Regelkreisen;
Untersuchung von Übertragungsgliedern; Regelstrecken; Stetige Regeleinrichtungen; Anforderungen an einen Regelkreis; Bestimmung von Reglern; Regelkreise mit unstetigen Reglern; Digitale Regler

Petra Wurl und Thomas Beier unterrichten an der Staatlichen Technikerschule Berlin.

Autoren/Hrsg.

Beier, Thomas

Wurl, Petra

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort zur 2. Auflage;6
2;Inhalt;8
3;1 Einführung in die Regelungstechnik;12
3.1;1.1 Grundbegriffe der Regelungstechnik;13
3.1.1;1.1.1 Steuern oder Regeln?;13
3.1.2;1.1.2 Die Größen des Regelkreises;15
3.1.3;1.1.3 Die Regelkreisglieder;17
3.2;1.2 Darstellung von Regelkreisen;20
3.2.1;1.2.1 Das Übertragungsglied;20
3.2.2;1.2.2 Der elementare Regelkreis;25
3.2.3;1.2.3 Darstellung in Fließbildern;31
3.3;1.3 Übungen;33
4;2 Das stationäre Verhalten von Regelkreisen;35
4.1;2.1 Die Kreisverstärkung;36
4.2;2.2 Das Führungsverhalten;38
4.3;2.3 Der stationäre Regelfehler;41
4.4;2.4 Das Störverhalten;43
4.4.1;2.4.1 Störgrößen im Vorwärtszweig;44
4.4.2;2.4.2 Störgrößen in der Rückführung;48
4.5;2.5 Übungen;51
5;3 Untersuchung von Übertragungsgliedern;54
5.1;3.1 Das Bode-Diagramm;56
5.2;3.2 Reihenschaltung von Frequenzgängen;62
5.3;3.3 Übertragungsfunktion;67
5.4;3.4 Ortskurve;67
5.5;3.5 Untersuchung im Zeitbereich;71
5.6;3.6 Die Laplace-Transformation;73
5.7;3.7 Modellbildung und Simulation;77
5.8;3.8 Übungen;80
6;4 Regelstrecken;81
6.1;4.1 Regelstrecken mit Ausgleich;81
6.1.1;4.1.1 Regelstrecken mit Ausgleich ohne Verzögerung;82
6.1.2;4.1.2 Verzögerungsglieder erster Ordnung;85
6.1.3;4.1.3 Verzögerungsglieder höherer Ordnung;92
6.1.4;4.1.4 Verzögerungsglieder zweiter Ordnung;101
6.1.5;4.1.5 Regelstrecken mit Totzeitverhalten;105
6.2;4.2 Regelstrecken ohne Ausgleich;109
6.2.1;4.2.1 Regelstrecken ohne Ausgleich und ohne Verzögerung;109
6.2.2;4.2.2 Regelstrecken ohne Ausgleich mit Verzögerung;116
6.3;4.3 Zusammengesetzte Regelstrecken;120
6.4;4.4 Übungen;123
7;5 Regeleinrichtungen;126
7.1;5.1 Regler mit Proportionalverhalten;127
7.2;5.2 Regler mit integralem Verhalten;130
7.3;5.3 Regler mit PI-Verhalten;133
7.4;5.4 Regler mit PD-Verhalten;138
7.5;5.5 Der PID-Regler;143
7.6;5.6 Übungen;150
8;6 Anforderungen an einen Regelkreis;152
8.1;6.1 Stabilität von Regelkreisen;152
8.2;6.2 Übungen;161
9;7 Bestimmung von Reglern;163
9.1;7.1 Integrale Gütekriterien;164
9.2;7.2 Praktische Entwurfsverfahren;166
9.2.1;7.2.1 Frequenzkennlinienverfahren;167
9.2.2;7.2.2 Kompensationsverfahren;171
9.2.2.1;7.2.2.1 Entwurf mit einem PI-Regler;172
9.2.2.2;7.2.2.2 Entwurf mit einem PID-Regler;175
9.2.3;7.2.3 Betragsoptimum;178
9.2.3.1;7.2.3.1 Ansatz des Betragsoptimums nach Typ 1;179
9.2.3.2;7.2.3.2 Ansatz des Betragsoptimums nach Typ 2;185
9.2.4;7.2.4 Allgemeine Optimierung nach dem Dämpfungsgrad;187
9.2.5;7.2.5 Reglerentwurf nach dem Betragsoptimum für Prozessstrecken;191
9.2.6;7.2.6 Symmetrisches Optimum;193
9.2.7;7.2.7 Einstellregeln nach Ziegler und Nichols;198
9.2.7.1;7.2.7.1 Reglerbestimmung an der Stabilitätsgrenze;198
9.2.7.2;7.2.7.2 Reglerbestimmung mittels Sprungantwort nach Ziegler und Nichols;201
9.2.8;7.2.8 Reglerbestimmung mittels Sprungantwort nach Chien, Hrones und Reswick (CHR);203
9.3;7.3 Vermaschte Regelkreise;205
9.3.1;7.3.1 Störgrößenaufschaltung;205
9.3.2;7.3.2 Vorregelung;206
9.3.3;7.3.3 Regelung mit Hilfsstellgröße;207
9.3.4;7.3.4 Kaskadenregelung;208
9.4;7.4 Übungen;211
10;8 Unstetige Regler;213
10.1;8.1 Zweipunktregler;214
10.2;8.2 Zweipunktregler mit P-T1- und Totzeitglied;220
10.3;8.3 Zweipunktregler mit Regelstrecken höherer Ordnung;224
10.4;8.4 Optimierung von Zweipunktreglern;226
10.4.1;8.4.1 Zweipunktregler mit Rückführung;226
10.4.2;8.4.2 Zweipunktregler mit verzögert-nachgebender Rückführung;227
10.5;8.5 Dreipunktregler;229
10.6;8.6 Übungen;235
11;9 Digitale Regler;237
11.1;9.1 Realisierung eines idealen PID-Reglers;240
11.1.1;9.1.1 P-Anteil;240
11.1.2;9.1.2 I-Anteil;241
11.1.3;9.1.3 D-Anteil;242
11.1.4;9.1.4 PID-Algorithmus;243
11.2;9.2 Der Bildbereich für Abtastsysteme;245
11.3;9.3 Der reale PID-Algorithmus;247
11.4;9.4 Wahl der Abtastperiode;249
11.5;9.5 Einstellregeln;250
11.6;9.6 Übungen;250
12;10 Lösungen zu den Übungen;252
12.1;10.1 Einführung in die Regelungstechnik;252
12.2;10.2 Das stationäre Verhalten von Regelkreisen;252
12.3;10.3 Untersuchung von Übertragungsgliedern;254
12.4;10.4 Regelstrecken;257
12.5;10.5 Regeleinrichtungen;258
12.6;10.6 Anforderungen an einen Regelkreis;261
12.7;10.7 Bestimmung von Reglern;263
12.8;10.8 Unstetige Regler;267
12.9;10.9 Digitale Regler;269
13;Verwendete Formelzeichen;271
14;Literatur;274
15;Index;276