Grundlagen der Regelungstechnik

einer solchen leichtfaßlichen Optimierung rechtfertigt allein schon die vorangegangene intensive Beschäftigung mit dem Bode-Diagramm. Im letzten Kapitel befassen wir uns mit der Anwendung des elektronischen Analogrechners für die Untersuchung linearer und nichtlinearer Regelungsprobleme. Bei der Darstellung der mathematischen Verfahren haben wir uns bemüht zu zeigen, daß diese nicht nur der Analyse dienen, sondern vielmehr einen Weg zur optimalen Synthese von Regelkreisen unter Berücksichtigung der technischen Gegebenheiten eröffnen. Die nichtlineare Regelungstheorie mußte dabei, mit Ausnahme kurzer Hin weise im 7. Kapitel, übergangen werden, da bereits ihr gegenwärtiger Stand eine ge sonderte Darstellung erfordert. Der erfahrene Leser wird manche ihm vertraute Methode vermissen, doch wird er - so glauben wir - hinreichend dadurch entschädigt, daß die Beschränkung auf die uns am nützlichsten erscheinenden Verfahren ihre gründliche, mit zahlreichen Beispielen versehene Behandlung ermöglichte. Für viele Anregungen und Verbesserungsvorschläge danken wir unseren früheren Mit arbeitern, Herrn Dr.-Ing. D. Dövener und Herrn Dr.-Ing. A. Hupe. An der Ausarbeitung der Übungsaufgaben war Herr Dr.-Ing. B. Dirr maßgebend beteiligt, dem im Hinblick auf die Bedeutung der Übungen für die erfolgreiche Durcharbeitung des Buches unser besonderer Dank gilt.

Klappentext

einer solchen leichtfaßlichen Optimierung rechtfertigt allein schon die vorangegangene intensive Beschäftigung mit dem Bode-Diagramm. Im letzten Kapitel befassen wir uns mit der Anwendung des elektronischen Analogrechners für die Untersuchung linearer und nichtlinearer Regelungsprobleme. Bei der Darstellung der mathematischen Verfahren haben wir uns bemüht zu zeigen, daß diese nicht nur der Analyse dienen, sondern vielmehr einen Weg zur optimalen Synthese von Regelkreisen unter Berücksichtigung der technischen Gegebenheiten eröffnen. Die nichtlineare Regelungstheorie mußte dabei, mit Ausnahme kurzer Hin­ weise im 7. Kapitel, übergangen werden, da bereits ihr gegenwärtiger Stand eine ge­ sonderte Darstellung erfordert. Der erfahrene Leser wird manche ihm vertraute Methode vermissen, doch wird er - so glauben wir - hinreichend dadurch entschädigt, daß die Beschränkung auf die uns am nützlichsten erscheinenden Verfahren ihre gründliche, mit zahlreichen Beispielen versehene Behandlung ermöglichte. Für viele Anregungen und Verbesserungsvorschläge danken wir unseren früheren Mit­ arbeitern, Herrn Dr.-Ing. D. Dövener und Herrn Dr.-Ing. A. Hupe. An der Ausarbeitung der Übungsaufgaben war Herr Dr.-Ing. B. Dirr maßgebend beteiligt, dem im Hinblick auf die Bedeutung der Übungen für die erfolgreiche Durcharbeitung des Buches unser besonderer Dank gilt.

Inhalt
1 Der Aufbau von Regelkreisen.- 1.1 Luftdruckregelung.- 1.2 Raumtemperaturregelung.- 1.3 Elektrische Folgeregelung.- 2 Einführung in die mathematische Beschreibung.- 2.1 Drehzahlregelung einer Dampfturbine als Beispiel.- 2.2 Blockschalt-und Strukturbild.- 2.3 Differentialgleichungen für Regelkreisglieder und Regelkreis.- 2.4 Klassifikation von Regelstrecken und Reglern.- 3 Die Übertragungsfunktion.- 3.1 Linearität und Rückwirkungsfreiheit.- 3.2 Beschreibung des dynamischen Verhaltens von Regelkreisgliedern und Regelkreisen.- 3.3 Laplace-Transformation und Übertragungsfunktion.- 3.4 Anwendung der Übertragungsfunktion auf die Standard-Eingangssignale.- 3.5 Die Übertragungsfunktion zusammengesetzter Systeme.- 3.6 Bestimmung des Beharrungsverhaltens von Regelkreisen mit Hilfe der.- 4 Das Wurzelortverfahren.- 4.1 Mathematische Grundlagen des Wurzelortverfahrens.- 4.2 Regeln für die Konstruktion von Wurzelortkurven.- 4.3 Berechnung der Übergangsfunktion mit Hilfe der Wurzelortdarstellung.- 4.4 Katalog von Wurzelortkurven.- 4.5 Anwendung des Wurzelortverfahrens bei beliebigen Parametern.- 4.6 Anwendung des Wurzelortverfahrens auf vermaschte Regelkreise.- 5 Die Frequenzgangmethode.- 5.1 Beispiel.- 5.2 Der komplexe Frequenzgang und seine Ortskurve.- 5.3 Ableitung des Stabilitätskriteriums von Nyquist.- 5.4 Beispiele zur Stabilitätsuntersuchung anhand der Ortskurve.- 5.5 Der Frequenzgang im Bode-Diagramm.- 5.6 Inversion, Multiplikation und Division von Frequenzgängen.- 5.7 Anwendung des Nyquist-Stabilitätskriteriums im Bode-Diagramm.- 5.8 Nichtreguläre Systeme.- 5.9 Auswertung gemessener Frequenzgänge.- 5.10 Frequenzgang des geschlossenen Regelkreises (Nichols-Diagramm).- 5.11 Näherungsverfahren für das Frequenzverhalten des geschlossenen Regelkreises 228Übungsaufgaben.- 5.12 Beziehung zwischen Frequenzgang und Zeitverhalten.- 5.13 Berechnung des Frequenzganges aus der Übergangsfunktion.- 6 Die Zustandsdarstellung.- 6.1 Ableitung der Zustandsgieichungen aus der physikalischen Systembeschreibung.- Übungsaufgaben.- 6.2 Zusammenhang zwischen Zustandsgieichungen und der DGl des Gesamtsystems...- 6.3 Zusammenhang zwischen Übertragungsfunktion und Zustandsdarstellung.- 6.4 Lösung der Systemgleichungen.- 6.5 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit.- 7 Optimierung und Regelkreissynthese.- 7.1 Formulierung der Optimierungskriterien.- 7.2 Einfache Bemessungsvorschriften für die optimale Einstellung von Reglern.- 7.3 Einfügen von Netzwerken.- 7.4 Optimierung im Bode-Diagramm.- 7.5 Regelkreissynthese.- 7.6 Regelkreissynthese im Zustandsraum.- 8 Anwendung des Analogrechners in der Regelungstechnik.- 8.1 Die Technik des elektronischen Analogrechners.- 8.2 Entwicklung eines Schaltplanes.- 8.3 Maß Stabsbestimmung.- 8.4 Anwendungsbeispiele der Regelungstechnik.- Literatur.- Anhang 1.- Anhang 2.- Sachwortverzeichnis.