Als erster Band des dreiteiligen Werkes zur Regelungstechnik beschäftigt sich dieses Buch in einer einführende Darstellung mit den wichtigsten klassischen Methoden zur Analyse und Synthese linearer kontinuierlicher Regelsysteme. In einheitlicher Weise werden die Eigenschaften und Beschreibungsformen von Regelsystemen im Zeit- und Frequenzbereich vom systemtheoretischen Standpunkt aus dargestellt. Das stationäre und dynamische Verhalten von Regelkreisen wird für die gebräuchlichen Regeltypen hergeleitet. Ausführlich werden die Verfahren zur Stabilitätsuntersuchung behandelt, wobei das Wurzelortskurvenverfahren zu den verschiedenen Syntheseverfahren für den Reglerentwurf überleitet. Durch zahlreiche Beispiele und vor allem durch den Zusatzband Regelungstechnik Aufgaben 1 wird das Verständnis des Stoffes vertieft.

Einheitliche Darstellung der Analyse und Synthese linearer kontinuierlicher Regelungen

Autorentext

Professor em. Dr.-Ing. Heinz Unbehauen war Inhaber des Lehrstuhls für elektrische Steuerung und Regelung an der Ruhr-Universität Bochum.

Inhalt
1 Einführung in die Problemstellung der Regelungstechnik.- 1.1 Einordnung der Regelungstechnik.- 1.2 Systembeschreibung mittels Blockschaltbild.- 1.3 Steuerung und Regelung.- 1.4 Prinzipielle Funktionsweise einer Regelung.- 1.5 Die Grundstruktur von Regelkreisen.- 1.6 Einige typische Beispiele für Regelungen.- 1.7 Historischer Hintergrund.- 2 Einige wichtige Eigenschaften von Regelsystemen.- 2.1 Mathematische Modelle.- 2.2 Dynamisches und statisches Verhalten von Systemen.- 2.3 Systemeigenschaften.- 3 Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Zeitbereich.- 3.1 Beschreibung mittels Differentialgleichungen.- 3.2 Systembeschreibung mittels spezieller Ausgangssignale.- 3.3 Zustandsraumdarstellung.- 4 Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Frequenzbereich.- 4.1 Die Laplace-Transformation.- 4.2 Die Übertragungsfunktion.- 4.3 Die Frequenzgangdarstellung.- 5 Das Verhalten linearer kontinuierlicher Regelsysteme.- 5.1 Dynamisches Verhalten des Regelkreises.- 5.2 Stationäres Verhalten des Regelkreises.- 5.3 Der PID-Regler und die aus ihm ableitbaren Reglertypen.- 6 Stabilität linearer kontinuierlicher Regelsysteme.- 6.1 Definition der Stabilität und Stabilitätsbedingungen.- 6.2 Algebraische Stabilitätskriterien.- 6.3 Das Kriterium von Cremer-Leonhard-Michailow.- 6.4 Das Nyquist-Kriterium.- 7 Das Wurzelortskurven-Verfahren.- 7.1 Der Grundgedanke des Verfahrens.- 7.2 Allgemeine Regeln zur Konstruktion von Wurzelortskurven.- 7.3 Anwendung der Regeln zur Konstruktion der Wurzelortskurven.- 8 Klassische Verfahren zum Entwurf linearer kontinuierlicher Regelsysteme.- 8.1 Problemstellung.- 8.2 Entwurf im Zeitbereich.- 8.3 Entwurf im Frequenzbereich.- 8.4 Analytische Entwurfsverfahren.- 8.5 Reglerentwurf für Führungs- und Störungsverhalten.- 8.6 Verbesserungdes Regelverhaltens durch Entwurf vermaschter Regelsysteme.- 9 Identifikation von Regelkreisgliedern mittels deterministischer Signale.- 9.1 Theoretische und experimentelle Identifikation.- 9.2 Formulierung der Aufgabe der experimentellen Identifikation.- 9.3 Systemidentifikation im Zeitbereich.- 9.4 Systemidentifikation im Frequenzbereich.- 9.5 Numerische Transformationsmethoden zwischen Zeit- und Frequenzbereich.- 10 Grundlagen der Fuzzy-Regelung.- 10.1 Einführung.- 10.2 Einige wichtige Grundlagen der Fuzzy-Logik.- 10.3 Regelbasierte Fuzzy-Systeme.- 10.4 Fuzzy-Systeme zur Regelung (fuzzy control).- Literatur.