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Zur Realisierung moderner Regelkonzepte sind heute die Grundlagen der Darstellung von Regelsystemen im Zustandsraum sowie der digitalen Regelung erforderlich. Daneben muss der Regelungsingenieur aber auch Verfahren zur Behandlung von nichtlinearen Regelsystemen beherrschen, da zahlreiche industrielle Prozesse nichtlineare Elemente enthalten, bei denen die übliche Linearisierung nicht mehr vorgenommen werden kann. Im vorliegenden zweiten Band werden für die zuvor genannten Probleme bewährte und nach didaktischen Gesichtspunkten ausgesuchte Analyse- und Syntheseverfahren behandelt. Das Buch…mehr

Produktbeschreibung
Zur Realisierung moderner Regelkonzepte sind heute die Grundlagen der Darstellung von Regelsystemen im Zustandsraum sowie der digitalen Regelung erforderlich. Daneben muss der Regelungsingenieur aber auch Verfahren zur Behandlung von nichtlinearen Regelsystemen beherrschen, da zahlreiche industrielle Prozesse nichtlineare Elemente enthalten, bei denen die übliche Linearisierung nicht mehr vorgenommen werden kann. Im vorliegenden zweiten Band werden für die zuvor genannten Probleme bewährte und nach didaktischen Gesichtspunkten ausgesuchte Analyse- und Syntheseverfahren behandelt. Das Buch stellt somit eine direkte Fortsetzung der im Band I dargestellten Verfahren zur Analyse und Synthese linearer kontinuierlicher Regelsysteme dar. Es enthält als Anhang eine umfangreiche Aufgabensammlung mit detaillierten Lösungen sowie eine Formelsammlung für das Rechnen mit Matrizen und Vektoren. Durch zahlreiche Beispiele wird das Verständnis des Stoffes vertieft.
  • Produktdetails
  • Studium
  • Verlag: Vieweg+Teubner
  • Artikelnr. des Verlages: 128/03348
  • 9., durchges. u. korr. Aufl.
  • Erscheinungstermin: 16. April 2009
  • Deutsch
  • Abmessung: 244mm x 172mm x 31mm
  • Gewicht: 780g
  • ISBN-13: 9783528833480
  • ISBN-10: 3528833483
  • Artikelnr.: 22620991
Autorenporträt
Prof. em. Dr.-Ing. Heinz Unbehauen war bis 2001 Inhaber des Lehrstuhls für Elektrische Steuerung und Regelung an der Ruhr-Universität Bochum.
Inhaltsangabe
Aus dem Inahlt:
Behandlung linearer kontinuierlicher Systeme im Zustandsraum - Lineare zeitdiskrete Systeme (digitale Regelung) - Nichtlineare Regelsysteme - Aufgaben - Rechnen mit Vektoren und Matrizen

1. Zur Behandlung linearer kontinuierlicher Systeme im Zustandsraum.- 1.1. Die Zustandsraumdarstellung.- 1.2. Lösung der Zustandsgieichung im Zeitbereich.- 1.2.1. Die Fundamentalmatrix.- 1.2.2. Eigenschaften der Fundamentalmatrix.- 1.2.3. Die Gewichtsmatrix oder Matrix der Gewichtsfunktionen.- 1.3. Lösung der Zustandsgieichungen im Frequenzbereich.- 1.4. Einige Grundlagen der Matrizentheorie zur Berechnung der Fun-damentalmatrix ?(t).- 1.4.1. Der Satz von Cayley-Hamilton.- 1.4.2. Anwendung auf Matrizenfunktionen.- 1.4.3. Der Entwicklungssatz von Sylvester.- 1.5. Normalformen für Eingrößensysteme in Zustandsraumdarstellung.- 1.5.1. Frobenius-Form oder Regelungsnormalform.- 1.5.2. Beobachtungsnormalform.- 1.5.3. Diagonalform und Jordan-Normalform.- 1.5.3.1. Einfache reelle Pole.- 1.5.3.2. Mehrfache reelle Pole.- 1.5.3.3. Konjugiert komplexe Pole.- 1.6. Transformation der Zustandsgieichungen auf Normalformen.- 1.6.1. Ähnlichkeitstransformation.- 1.6.2. Transformation auf Diagonalform.- 1.6.3. Transformation auf Jordan-Normalform.- 1.6.4. Anwendung kanonischer Transformationen.- 1.7. Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit.- 1.7.1. Steuerbarkeit.- 1.7.2. Beobachtbarkeit.- 1.7.3. Anwendung der Steuerbarkeits- und Beobachtbarkeits- begriffe.- 1.8. Synthese linearer Regelsysteme im Zustandsraum.- 1.8.1. Das geschlossene Regelsystem.- 1.8.1.1. Regelsystem mit Rückführung des Zustandsvektors.- 1.8.1.2. Regelsystem mit Rückführung des Ausgangsvektors.- 1.8.1.3. Berechnung des Vorfilters.- 1.8.2. Der Grundgedanke der Reglersynthese.- 1.8.3. Verfahren zur Reglersynthese.- 1.8.3.1. Das Verfahren der Polvorgabe.- 1.8.3.2. Die modale Regelung.- 1.8.3.3. Optimaler Zustandsregler nach dem quadratischen Gütekriterium.- 1.8.4. Das Meßproblem.- 1.8.5. Einige kritische Anmerkungen.- 1.8.6. Synthese von Zustandsreglern durch Polvorgabe.- 1.8.6.1. Polvorgabe bei Ein- und Mehrgrößensystemen anhand der charakteristischen Gleichung.- 1.8.6.2. Polvorgabe bei Eingrößensystemen in der Rege-lungsnormalform.- 1.8.6.3. Polvorgabe bei Eingrößensystemen in beliebiger Zustandsraumdarstellung.- 1.8.7. Zustandsrekonstruktion mittels Beobachter.- 1.8.7.1. Entwurf eines Identitätsbeobachters.- 1.8.7.2. Das geschlossene Regelsystem mit Zustandsbeobachter.- 2. Lineare zeitdiskrete Systeme (digitale Regelung).- 2.1. Arbeitsweise digitaler Regelsysteme.- 2.2. Grundlagen der mathematischen Behandlung digitaler Regelsysteme.- 2.2.1. Diskrete Systemdarstellung durch Differenzengleichung und Faltungssumme.- 2.2.2. Mathematische Beschreibung des Abtastvorgangs.- 2.3. Die z-Transformation.- 2.3.1. Definition der z-Transformation.- 2.3.2. Eigenschaften der z-Transformation.- 2.3.3. Die inverse z-Transformation.- 2.4. Darstellung im Frequenzbereich.- 2.4.1. Übertragungsfunktion diskreter Systeme.- 2.4.2. Berechnung der z-übertragungsfunktion kontinuierlicher Systeme.- 2.4.2.1. Herleitung der Transformationsbeziehungen.- 2.4.2.2. Durchführung der exakten Transformation.- 2.4.2.3. Durchführung der approximierten Transformation.- 2.4.3. Einige Strukturen von Abtastsystemen.- 2.4.4. Stabilität diskreter Systeme.- 2.4.4.1. Bedingungen für die Stabilität.- 2.4.4.2. Zusammenhang zwischen dem Zeitverhalten und den Polen bei kontinuierlichen und diskreten Systemen.- 2.4.4.3. Stabilitätskriterien.- 2.4.5. Spektrale Darstellung von Abtastsignalen und diskreter Frequenzgang.- 2.5. Regelalgorithmen für die digitale Regelung.- 2.5.1. PID-Algorithmus.- 2.5.2. Der Entwurf diskreter Kompensationsalgorithmen.- 2.5.2.1. Allgemeine Grundlagen.- 2.5.2.2. Kompensationsalgorithmus für endliche Einstellzeit.- 2.5.2.3. Deadbeat-Regelkreisentwurf für Störungs- und Führungsverhalten.- 2.6. Darstellung im Zustandsraum.- 2.6.1. Lösung der Zustandsgieichungen.- 2.6.2. Zusammenhang zwischen der kontinuierlichen und der diskreten Zustandsraumdarstellung.- 2.6.3. Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit.- 3. Nichtlineare Regelsysteme.- 3.1. Allgemeine Eigenschaften nichtlinear