Regelungstechnik

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Allgemeines

Die folgenden Themen werden ausführlich in eigenen Bereichen behandelt:

Messtechnik
Motoren, Generatoren, Stromerzeugung
Operationsverstärker
Schaltungsentwurf und -dimensionierung
Schnittstellen in der Industriellen Elektronik
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Übungsbeispiele

Regelungstechnik / Angewandte Mathematik: Limiten
Bestimmen Sie für die folgenden Funktionen die Limiten für x → ∞ und für x → 0 ohne dabei die Regel von de l'Hospital anzuwenden.
limiten.pdf - 8k

Übliche Notationen für Übertragungsfunktionen in der Regelungstechnik
Übertragungsfunktionen werden manchmal in ihrer allgemeinen (polynomischen) Form angegeben, manchmal zerlegt in Linearfaktoren und manchmal in der Streckendarstellung. Weiters können wir Übertragungsfunktionen auch mit Polstellen, Nullstellen, Zeitkonstanten und Näherungen für niedrige und hohe Frequenzen beschreiben. Das Umrechnen zwischen diesen Darstellungsformen will geübt sein.
notationen_puzzle_1.pdf - 34k

Identifikation von Übertragungsfunktionen
NEW Bestimmen Sie die zu den folgenden Diagrammen gehörenden Übertragungsfunktionen im Laplace-Bereich (mit Hilfestellung zur Lösung).
hu_identifikation.pdf - 41k

Übertragungsfunktion des LM35 - Precision Centigrade Temperature Sensor
Gegeben ist ein Auszug aus dem Datenblatt des Temperatursensors LM35. Es ist die Übertragungsfunktion des Temperatursensors LM35 im TO46 - Gehäuse (Metallgehäuse) zu bestimmen, wenn sich dieser a) in ruhender Luft und b) in einem gerührten Ölbad befindet. (Das vollständige Datenblatt finden Sie unter Links.)
tempsens_1.pdf - 11k

Dimensionierung eines PI - Reglers
Sie benötigen einen PI - Regler mit bestimmter Verstärkung und mit bestimmter Nachregelzeit. Sie haben dafür eine schon teilweise bestückte Reglerschaltung, wobei die noch fehlenden Bauteile von Ihnen dimensioniert werden sollen.
PI_Dimensionierung.pdf - 24k

DC-Servomotor mit Tachogenerator im Regelkreis
Für einen Gleichstrom-Kleinmotor mit eingebauten Tachogenerator soll ein betragsoptimaler PI-Regler entworfen und Bauteile einer Reglerschaltung dimensioniert werden.
motortacho_rk.pdf - 26k

Thermostat
Für einen Thermostat bestehend aus einem Aluminiumgehäuse, einem Leistungstransistor zur Heizung und einem Temperatursensor soll ein betragsoptimaler PI-Regler entworfen und Bauteile einer Reglerschaltung dimensioniert werden.
thermostat_1.pdf - 24k

Sprungantwort aus Bodediagramm eines Operationsverstärkers
Gegeben ist das Bodediagramm eines Operationsverstärkers. Daraus ist folgendes zu bestimmen: Open - Loop - Übertragungsfunktion; Übertragungsfunktion des OPVs, wenn dieser als Spannungsfolger betrieben wird; Überschwingweite ü und Überschwingzeit Tü bei Sprung. Weiters ist die Kleinsignal - Sprungantwort des Spannungsfolgers mit einem Simulationsprogramm Ihrer Wahl (ANA oder IFR-Lab) zu ermitteln.
opv_1.pdf - 30k

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SMÜ - Flohmarkt

Gebrauchte SMÜs, gut erhalten, fast noch wie neu, und besonders günstig (wenn man sie als Übungsbeispiele verwendet)! Greifen Sie zu! Ein echtes Schnäppchen!

SMÜ: Gruppe A + Gruppe B + Lösungen
Bestimmen der Übertragungsfunktion eines Reglers aus dem Asymptotenknickzug;
Berechnung von Phasenrand und Amplitudenrand eines Regelkreises;
Dimensionierung der Bauteile für einen Regler
smu4hic5a_0405.pdf - 23k + smu4hic5b_0405.pdf - 24k + smu4hic5l_0405.pdf - 8k

SMÜ: Gruppe A + Gruppe B + Lösungen
Ermitteln Sie zu folgenden Funktionen x(t) mit Hilfe der Tabelle zur Laplace -Transformation die zugehörigen Funktionen im Laplacebereich X(s); Ermitteln Sie zu folgenden Funktionen X(s) mit Hilfe der Tabelle zur Laplace -Transformation die zugehörigen Zeitfunktionen x(t).
smu5hia1a_2001.pdf - 7k + smu5hia1b_2001.pdf - 7k + smu5hia1l_2001.pdf - 11k

SMÜ: Gruppe A + Gruppe B + Gruppe C + Lösungen
Konvertierung von Übertragungsfunktionen in verschiedene Darstellungsweisen; Ermitteln Sie die Übertragungsfunktion aus dem folgenden Frequenzgang; Ermitteln Sie die Übertragungsfunktion aus der folgenden Sprungantwort.
smu5hia2a_2001.pdf - 14k + smu5hia2b_2001.pdf - 12k + smu5hia2c_2001.pdf - 14k + smu5hia2l_2001.pdf - 6k

SMÜ: Gruppe A + Gruppe B + Gruppe C + Lösungen
Sie wollen einen Regler mit gegebeneb Reglerparametern aufbauen und haben dazu eine Leiterplatte für einen PID-Regler, bei der bereits einige 10 kOhm - Widerstände bestückt sind.
 
Gegeben: Regelstrecke. Gesucht: Reglereinstellung nach Chien, Hrones und Reswick, Open - Loop - Übertragungsfunktion, Phasenrand.
 
Gegeben: Schaltung eines Reglers. Gesucht: Übertragungsfunktion
 
Gegeben: Regelstrecke. Gesucht: Bei welcher Kreisfrequenz beträgt die Phasendrehung -180°? Wie groß ist der Betrag der Übertragungsfunktion bei dieser Kreisfrequenz? Wie groß sind kkrit und Tkrit? Reglereinstellung nach Ziegler und Nichols?
 
Gegeben: Asymptotenknickzug eines Reglers. Gesucht: Übertragungsfunktion
 
Gegeben: Regelstrecke. Gesucht: Regler nach dem Betragsoptimum? Open - Loop - Übertragungsfunktion? Bei welcher Kreisfrequenz ist Betrag der Übertragungsfunktion gleich 1?
smu5hia3a_2001.pdf - 16k + smu5hia3b_2001.pdf - 21k + smu5hia3c_2001.pdf - 22k + smu5hia3l_2001.pdf - 10k

mPsV: Gruppe A + Lösungen
Frage 1: Erwärmung des Meerwassers
Frage 2: Geschlossener Regelkreis
Zusatzfrage: Phasenrand eines Regelkreises
mpsv4hia2_0304.pdf - 12k + mpsv4hia2_0304l.pdf - 30k

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Merkblätter

Merkblatt Regelungstechnik
Dieses Merkblatt enthält wichtige Formeln und Zusammenhänge der Regelungstechnik und darf bei schriftlichen Arbeiten verwendet werden. Einige Kapitelüberschriften: Verzögerungsglied zweiter Ordnung (PT2 - Element), Der Standardregelkreis, Realer PID - Regler (PIDT1 - Regler), Reglereinstellung nach Ziegler, Nichols, Reglereinstellung nach Chien, Hrones, Reswick, Tabelle zur Laplace - Transformation, Einstellregeln für Betragsoptimum, Einstellregeln für Symmetrisches Optimum.
merkblatt_rt.pdf - 28k

Reglerentwurf nach dem Betragsoptimum
NEW Einige Kapitelüberschriften: Grundlegende Überlegungen, Einstellregeln für PT2-Strecke und PI-Regler, Große Zeitkonstanten, kleine Zeitkonstanten, Summenzeitkonstante, Beispiel für den Reglerentwurf nach dem Betragsoptimum
betragsoptimum.pdf - 40k

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Links

Ein interaktiver multimedialer Kurs für den Einsatz im WWW
Diplomarbeit "Grundlagen der Regelungstechnik", von Markus Myslivec, ausgeführt am Institut für Elektrische Regelungstechnik der Technischen Universität Wien, unter Anleitung von Univ.-Ass. Dipl.-Ing. Dr. techn. Johannes W. Goldynia und o. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Alexander Weinmann
http://www.acin.tuwien.ac.at/rteinf/rteinf0_.htm

LM35 Precision Centigrade Temperature Sensors
Features: Calibrated directly in ° Celsius; Linear + 10.0 mV/°C scale factor; 0.5°C accuracy guaranteeable (at +25°C); Rated for full -55° to +150°C range; Suitable for remote applications; Low cost due to wafer-level trimming; Operates from 4 to 30 volts; Less than 60 µA current drain; Low self-heating, 0.08 °C in still air; Nonlinearity only ± 1/4 °C typical; Low impedance output, 0.1 Ω for 1 mA load
http://www.eleceng.ohio-state.edu/~passino/LM35.pdf - 304k

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Downloads

Simulationsprogramm ANA
Autoren: Johann M. Marinits, Johannes W. Goldynia
Technische Universität Wien
Institut für Elektrische Regelungstechnik
ana252.zip

Simulationsprogramm IFR-Lab
Autoren: Thomas Kassau, Welf-Henrik Neumann, Stefan Rudolf
Projektleitung: Andreas Simon
TU Braunschweig, Institut für Regelungstechnik
IfRLab20.zip

Unterlagen zu den Vorlesungen und Laboren des Fachgebietes Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik
Die Universität Bremen, Fachbereich Produktionstechnik, stellt Unterlagen für die folgenden Bereiche als PDF - Dateien zur Verfügung: Messtechnik und Sensorik, Regelungstechnik, Steuerungstechnik, Grundlagen der Qualitätswissenschaft, Methoden der Prozessregelung, Modellbildung und Simulation, Signal- und Bildverarbeitung.
http://www.msr.uni-bremen.de/download/