Regelungstechnik


Laborraum: 9.105


 

Im Regelungstechnik-Labor werden zunächst grundlegende Methoden zur Beschreibung von Regelkreisen und zum Reglerentwurf vermittelt. Die Simulation von Regelungssystemen am PC stellt mittlerweile ein sehr wichtiges Werkzeug für den Reglerentwurf und das Design von Regelkreisen dar. Im Laborpraktikum wird die Simulationssoftware MATLAB/SIMULINK verwendet, welche sowohl im Hochschulbereich als auch in der Industrie das Standardwerkzeug zur Analyse regelungstechnischer Probleme ist. Ein Schwerpunkt in der Regelungstechnik ist die Regelung elektrischer Antriebe. Drehzahlvariable Antriebe kommen in fast allen Automatisierungssystemen vor, wenn es darum geht, Bewegungsvorgänge schnell und präzise auszuführen. Typische Beispiele sind Positioniervorgänge bei Robotern oder Kranen.

Laborversuche

Im Labor stehen die folgenden Versuche zur Verfügung:


Lineare Regelkreisglieder

  • Nachbildung linearer Regelkreisglieder mit Operationsverstärkern
  • Eigenschaften von Regelkreisgliedern im Zeit- und Frequenzbereich
  • Ermittlung der Parameter von Übertragungsfunktionen aus Sprungantwort und Frequenzgang
  • Messung des Frequenzgangs und Darstellung als Bode-Diagramm

Regelung eines elektromechanischen Systems / Simulation mit MATLAB/SIMULINK

  • Modellbildung eines elektromechanischen Systems aus Differenzialgleichungen
  • Ermittlung der Regelstreckenparameter aus Sprungantwort und Bode-Diagramm
  • Simulative Analyse der Regelstrecke im Zeit- und Frequenzbereich
  • Stabilitätsanalyse mittels Wurzelortskurve
  • Analyse des Führungs- und Störverhaltens des Regelkreises
  • Realisierung der Regelung an der fremd erregten Gleichstromnebenschlussmaschine

Kaskadenregelung der Gleichstromnebenschlussmaschine

  • Experimentelle Ermittlung der dynamischen Parameter der Gleichstrommaschine
  • Darstellung von Elektroantrieb, Stromrichter und Messwertgebern als Blockdiagramm
  • Anwendung der Kaskadenregelung bei elektrischen Antrieben
  • Optimierungskriterien Betragsoptimum und Symmetrisches Optimum
  • Realisierung eines PI-Reglers mit Operationsverstärkern

Simulation geregelter stromrichtergespeister Antriebssysteme

  • Anwendung des Simulationssystems SIMPLORER
  • kombinierte Simulation von regelungstechnischen Übertragungsgliedern, leistungselektronischen Schaltungen und elektrischen Antrieben
  • Auswirkungen der Arbeitsweise des Stromrichters auf das Regelverhalten
  • Inbetriebnahme der Regelung mit Hilfe der Simulation

Regelung eines inversen Pendels

  • Anwendung von Stabilitätskriterien bei Regelkreisen
  • Stabilitätsanalyse mittels Wurzelortskurve und Frequenzgang des geöffneten Regelkreises
  • Zusammenhang zwischen Lage der Polstellen und Zeitverhalten des geschlossenen Regelkreises
  • Reglerentwurf mittels MATLAB/SIMULINK
  • Realisierung einer Regler-Differenzialgleichung mit Operationsverstärkern
  • Praktische Inbetriebnahme eines Regelkreises
  • Regelung eines instabilen Systems

Positionsregelung mit Synchron-Servoantrieb

  • Bewegungskenngrößen von elektrischen Antriebssystemen
  • Anwendung der Kaskadenregelung bei elektrischen Antrieben
  • Optimierungskriterien: Betragsoptimum und Symmetrisches Optimum
  • Synchron-Servoantrieb als hochdynamischer Antrieb für Positionsregelungen

 

Prof. Dr.-Ing. Rudolf Mecke

Ansprechpartner

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