Kompaktkurs Regelungstechnik

Der vorliegende ,,Kompaktkurs RegelungstechnilC' wendet sich an Studierende der Fachrichtungen Maschinenbau, Elektrotechnik und der allgemeinen Ingenieurwissenschaften von Berufsakademien, Fachhochschulen und Technischen Universitäten sowie an die in der Praxis stehenden Ingenieure, die ihre regelungstechnischen Kenntnisse auffrischen, vertiefen oder erweitern wollen. Das Buch entstand aus Erfahrungen des Autors in Vorlesungen und Praktika mit Studierenden des Maschinenbaues und der Elektrotechnik an der Fachhochschule Offenburg und an der Berufsakademie Karlsruhe. Deshalb wurde auch dem eigentlichen Thema die beiden mathematischen Kapitel ,,Einftihrung in die komplexe Zahlen und Funktionen" und ,,Einfllhrung in die LAPLACE Transformation" vorangestellt, weil das hier vorgestellte und besprochene Formelwerk ein wichtiges und unerläßliches Werkzeug bei der Beschreibung und Lösung regelungstechnischer Aufgaben darstellt. Die Stoff auswahl stellt einen Auszug aus der Fülle von Methoden und Verfahren dar, die heute zu den Grundlagen der Regelungstechnik zählen. Um den Rahmen des Buches nicht zu sprengen, habe ich mich bei der Zusammenstellung der einzelnen Kapitel auf die Behandlung linearer kontinuierlicher Systeme beschränkt. Ziel meines Kompaktkurses Regelungstechnik ist es, dem Leser ein grundlegendes Verständnis regelungstechnischer Zusammenhänge zu vermitteln und nicht nur Rezepte zur Lösung der umfangreichen Aufgabensammlung in die Hand zu geben. Danken möchte ich meiner Kollegin, Frau Prof. Dr. Angelika Erhardt-Ferron, für das aufwendige Korrekturlesen, die Kapiteldurchsicht und die Überprüfung der Beispiele und Übungsaufgaben. Ebenso danken möchte ich an dieser Stelle dem Vieweg Verlag für die jederzeit gute konstruktive Zusammenarbeit.

1 Grundlagen.- 1.1 Der technische Regelkreis.- 1.2 Die Arbeitsweise einer Regelung.- 1.3 Die Kennlinie des Reglers.- 1.4 Die Gleichung des Regelkreises.- 1.5 Ein Zahlenbeispiel.- 2 Einführung in die komplexen Zahlen und Funktionen.- 2.1 Die komplexen Zahlen.- 2.2 Komplexe Funktionen.- 2.3 Beispiele.- 2.4 Übungsaufgaben.- 3 Einführung in die LAPLACE-Transformation.- 3.1 Das Wesen der LAPLACE-Transformation.- 3.2 Die Transformationsintegrale.- 3.3 Der Aufbau der Korrespondenztafel.- 3.4 Methoden der Rücktransformation.- 3.5 Beispiele.- 3.6 Übungsaufgaben.- 4 Die Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Zeitbereich.- 4.1 Systeme und ihre Eigenschaften.- 4.2 Die Differentialgleichung eines Übertragungssystems.- 4.3 Die Beschreibung eines Systems durch seine Gewichtsfunktion.- 4.4 Die Beschreibung eines Systems durch seine Antwortfunktion.- 4.5 Beispiele.- 4.6 Übungsaufgaben.- 5 Die Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Frequenzbereich.- 5.1 Die Übertragungsfunktion.- 5.2 Der Frequenzgang.- 5.3 Elementare Übertragungsglieder.- 5.4 Beispiele.- 5.5 Übungsaufgaben.- 6 Der Regler und sein Zeitverhalten.- 6.1 Der ideale PID-Regler.- 6.2 Der proportional wirkende Regler (P-Regler).- 6.3 Der integral wirkende Regler (I-Regler).- 6.4 Der proportional-integral wirkende Regler (PI-Regler).- 6.5 Der proportional-differential wirkende Regler (PD-Regler).- 6.6 Der reale proportional-integral-differential wirkende Regler (PIDT1-Regler).- 6.7 Beispiele.- 6.8 Übungsaufgaben.- 7 Der Regelkreis.- 7.1 Die Regelkreisgleichung.- 7.2 Das statische Verhalten eines Regelkreises.- 7.3 Das Führungs- und Störverhalten im Standard-Regelkreis.- 7.4 Das dynamische Verhalten eines Regelkreises.- 7.5 Beispiele.- 7.6 Übungsaufgaben.- 8 Entwurf einer Regelung imZeitbereich.- 8.1 Statische und dynamische Kenngrößen eines Regelkreises.- 8.2 Parameteroptimierung im Zeitbereich.- 8.3 Analytische Bestimmung der Reglerparameter.- 8.4 Praktische Einstellregeln.- 8.5 Beispiele.- 8.6 Übungsaufgaben.- 9 Entwurf einer Regelung im Frequenzbereich.- 9.1 Die Kennwerte im offenen Regelkreis.- 9.2 Anwendung des Frequenzkennlinienverfahrens.- 9.3 Beispiele.- Sachwortverzeichnis.