Moderne Regelungssysteme:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Pearson Studium
2006
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| Ausgabe: | Dt. Übers. der 10., überarb. englischsprachigen Aufl. |
| Schriftenreihe: | Elektrotechnik : Maschinenbau : Regelungstechnik
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| Umfang: | 1166 S. Ill., graph. Darst. |
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Kapitel 1 Regelungssysteme eine Einführung 21
1.1 Einleitung 23
1.2 Kurze Geschichte der Regelungstechnik 25
1.3 Zwei Beispiele zur Verwendung von Rückkopplung 29
1.4 Regelungstechnik in der Praxis 31
1.5 Beispiele moderner Regelungssysteme 32
1.6 Automatisierte Fertigung und Industrieroboter 40
1.7 Die zukünftige Entwicklung von Automatisierungssystemen 41
1.8 Systementwurf 42
1.9 Mechatronische Systeme 44
1.10 Entwurf von Regelungssystemen 48
1.11 Entwurfsbeispiel: Geschwindigkeitsregelung für einen Drehtisch 50
1.12 Entwurfsbeispiel: Automatisches System zur Verabreichung
von Insulin 51
1.13 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 53
Kapitel 2 Mathematische Modelle von Systemen 71
2.1 Einleitung 73
2.2 Differenzialgleichungen physikalischer Systeme 73
2.3 Lineare Näherungen physikalischer Systeme 78
2.4 Die Laplace Transformation 82
2.5 Die Ãœbertragungsfunktion linearer Systeme 89
2.6 Darstellung von Modellen als Blockschaltbild 105
2.7 Modelldarstellung als Signalflussgraph 111
2.8 Rechnergestützte Analyse von Regelungssystemen 118
2.9 Entwurfsbeispiele 120
2.10 Simulation von Systemen mit MATLAB 130
2.11 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 146
Kapitel 3 Zustandsgrößenmodelle 191
3.1 Einleitung 193
3.2 Die Zustandsgrößen eines dynamischen Systems 193
3.3 Die Zustandsdifferenzialgleichung 197
3.4 Modelle mit Signalflussgraphen und Blockschaltbildern 200
3.5 Alternative Modelle mit Signalflussgraphen und Blockschaltbildern ... 211
3.6 Herleitung der Ãœbertragungsfunktion aus der Zustandsgieichung 218
3.7 Das Zeitverhalten und die Ãœbergangsmatrix 220
3.8 Zeitdiskrete Bestimmung von Zeitantworten 224
3.9 Entwurfsbeispiel: Riemenantrieb eines Druckers 229
3.10 Analyse von Zustandsgrößenmodellen mit MATLAB 236
3.11 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 240
Kapitel 4 Regelkreise und ihre Eigenschaften 271
4.1 Steuerungs und Regelungssysteme 273
4.2 Empfindlichkeit von Regelungssystemen gegenüber
Parameteränderungen 275
4.3 Beeinflussung des Ãœbergangsverhaltens von Regelungssystemen 279
4.4 Störsignale in Regelungssystemen 283
4.5 Der stationäre Fehler 288
4.6 Kompromisse bei der Rückkopplung 291
4.7 Entwurfsbeispiel: Tunnelbohrmaschine für den Kanaltunnel
zwischen England und Frankreich 292
4.8 Entwurfsbeispiel: Erkundungsfahrzeug für die Marsoberfläche 295
4.9 Bestimmung der Systemeigenschaften mit MATLAB 298
4.10 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 306
Kapitel 5 Das Verhalten von Regelungssystemen 337
5.1 Einleitung 339
5.2 Test Eingangssignale 340
5.3 Verhalten eines Systems 2. Ordnung 342
5.4 Auswirkungen eines 3. Pols und einer Nullstelle auf die
Sprungantwort eines Systems 2. Ordnung 349
5.5 Abschätzung des Dämpfungsfaktors 355
5.6 Lage der Pole in der s Ebene und das Ãœbergangsverhalten 356
5.7 Der stationäre Fehler eines Regelungssystems
mit Einheitsrückkopplung 358
5.8 Der stationäre Fehler eines Regelungssystems
mit allgemeiner Rückkopplung 363
5.9 Gütekriterien 365
5.10 Vereinfachung von linearen Systemen 375
5.11 Entwurfsbeispiel: Richtungsregelung für das Hubble Teleskop 379
5.12 Bestimmung des Systemverhaltens mit Hilfe von MATLAB
und Simulink 382
5.13 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 394
Kapitel 6 Stabilität von linearen Regelungssystemen 425
6.1 Begriff der Stabilität 427
6.2 Stabilitätskriterium nach Routh Hurwitz 432
6.3 Relative Stabilität von Regelungssystemen 441
6.4 Stabilität von Systemen im Zustandsraum 443
6.5 Entwurfsbeispiel: Lenkungssystem eines Kettenfahrzeugs 447
6.6 Nachweis der Systemstabilität mit MATLAB 449
6.7 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 459
Kapitel 7 Wurzelortsverfahren 483
7.1 Einleitung 485
7.2 Definition und Konzept der Wurzelortskurve 485
7.3 Wurzelortsverfahren 490
7.4 Ein Beispiel für Systemanalyse und Systementwurf
mit Hilfe des Wurzelortsverfahrens 506
7.5 Parameter Entwurf mit dem Wurzelorts verfahren 511
7.6 Empfindlichkeit und Wurzelortskurve 517
7.7 PID Regler 526
7.8 Entwurfsbeispiel: Regelungssystem für Laser Manipulator 529
7.9 Entwurf eines Regelungssystems für Roboter 531
7.10 Wurzelortsverfahren mit MATLAB 534
7.11 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 540
Kapitel 8 Frequenzgangverfahren 585
8.1 Einleitung 587
8.2 Frequenzgangkurven 589
8.3 Beispiel zur Erstellung eines Bode Diagramms 608
8.4 Messen des Frequenzgangs 611
8.5 System Kennwerte im Frequenzbereich 613
8.6 Logarithmisches Amplituden Phasendiagramm 617
8.7 Entwurfsbeispiel: Regelungssystem für eine Graviermaschine 619
8.8 Frequenzgangverfahren mit MATLAB 622
8.9 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 628
Kapitel 9 Stabilität im Frequenzbereich 665
9.1 Einleitung 667
9.2 Abbildung von Konturen der s Ebene 668
9.3 Nyquist Kriterium 673
9.4 Relative Stabilität und das Nyquist Kriterium 687
9.5 Zeitbereichskriterien des Systemverhaltens im Frequenzbereich 694
9.6 Systembandbreite 702
9.7 Stabilität von Regelungssystemen mit Totzeit 704
9.8 Entwurfsbeispiel: Ferngesteuertes Aufklärungsfahrzeug 707
9.9 PID Regler im Frequenzbereich 711
9.10 Untersuchung der Stabilität im Frequenzbereich mit MATLAB 713
9.11 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 723
Kapitel 10 Entwurf von Regelungssystemen 773
10.1 Einleitung 775
10.2 Verfahren zum Systementwurf 777
10.3 Serielle Kompensations Netzwerke 778
10.4 Systementwurf mit phasenanhebender Kompensation
unter Verwendung des Bode Diagramms 784
10.5 Systementwurf mit phasenanhebender Kompensation
unter Verwendung der Wurzelortskurve 791
10.6 Systementwurf mit integrierenden Netzwerken 799
10.7 Systementwurf mit phasenabsenkender Kompensation
unter Verwendung der Wurzelortskurve 802
10.8 Systementwurf mit phasenabsenkender Kompensation
unter Verwendung des Bode Diagramms 807
10.9 Systementwurf im Bode Diagramm mit analytischen
und computergestützten Verfahren 813
10.10 Systeme mit Vorfilter 815
10.11 Entwurf von Systemen mit aperiodischer Dämpfung 818
10.12 Entwurfsbeispiel: Regelungssystem für einen Ankerwickelautomaten . . 821
10.13 Entwurfsbeispiel: X Y Plotter 825
10.14 Systementwurf mit MATLAB 828
10.15 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 837
Kapitel 11 Entwurf von Regelungssystemen im Zustandsraum 879
11.1 Einleitung 881
11.2 Steuerbarkeit 881
11.3 Beobachtbarkeit 885
11.4 Entwurf von Zustandsregelungen 888
11.5 Ackermann Formel 892
11.6 Beobachterentwurf 894
11.7 Kompensatorentwurf mit integrierter vollständiger
Zustandsrückführung und Beobachter 898
11.8 Führungssignale am Eingang 905
11.9 Optimale Regelungssysteme 908
11.10 Entwurf nach Innere Modell Prinzip 918
11.11 Entwurfsbeispiel: Automatisches Prüfsystem 922
11.12 Entwurf im Zustandsraum mit MATLAB 925
11.13 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem für eine Festplatte. . . . 935
Kapitel 12 Robuste Regelungssysteme 963
12.1 Einleitung 965
12.2 Robuste Regelungssysteme und Systemempfindlichkeit 966
12.3 Analyse der Robustheit 971
12.4 Systeme mit unsicheren Parametern 973
12.5 Entwurf von robusten Regelungssystemen 976
12.6 PID Regler 983
12.7 Entwurf von robusten Systemen mit PID Reglern 984
12.8 Entwurfsbeispiel: Autopilot für Flugzeuge 991
12.9 Entwurf eines Regelungssystems für ein Weltraumteleskop 992
12.10 Entwurf eines robusten Spulenantriebs 995
12.11 Entwurf eines robusten Regelungssystems mit innerem Modell 998
12.12 Entwurf einer Hochpräzisions Drehbank mit Diamantenfräser 1000
12.13 System mit pseudo quantitativer Rückkopplung 1004
12.14 Entwurf robuster Regelungssysteme mit MATLAB 1006
12.15 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 1010
Kapitel 13 Digitale Regelungssysteme 1047
13.1 Einleitung 1049
13.2 Digitale Regelungssysteme in der Praxis 1049
13.3 Abtastsystem 1051
13.4 Z Transformation 1055
13.5 Abtastregelungen 1060
13.6 Stabilitätsanalyse in der Z Ebene 1063
13.7 Verhalten eines Abtastsystems 2. Ordnung 1065
13.8 Digitale Regelkreise 1068
13.9 Entwurf einer Bewegungssteuerung für einen Arbeitstisch 1071
13.10 Wurzelortskurve digitaler Regelungssysteme 1073
13.11 Realisierung von digitalen Reglern 1077
13.12 Entwurf von digitalen Regelungssystemen mit MATLAB 1078
13.13 Fortlaufendes Entwurfsbeispiel: Lesekopfsystem einer Festplatte 1084
Anhang A Grundlagen von MATLAB 1101
A.l Einleitung 1102
A.2 Anweisungen und Variablen 1102
A.3 Matrizen 1109
A.4 Grafiken 1113
A.5 Scripts 1117
Anhang B Grundlagen von Simulink 1127
Weiterführende Literatur 1137
Register 1161
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Inhaltsverzeichnis
Paper/Kapitel scannen lassen
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Bibliotheksmagazin
| Signatur: |
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| Exemplar 1 | Ausleihbar Am Standort |
Teilbibliothek Maschinenwesen
| Signatur: |
0702 MSR 608f 2006 A 8632(10) Lageplan |
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| Exemplar 1 | Ausleihbar Am Standort |