Regelungen Analyse und technischer Entwurf - Taschenbuch

EAN (ISBN-13): 9783709173640
ISBN (ISBN-10): 3709173647
Gebundene Ausgabe
Taschenbuch
Erscheinungsjahr: 2013
Herausgeber: Springer Vienna Core >1

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ISBN/EAN: 9783709173640

ISBN - alternative Schreibweisen:
3-7091-7364-7, 978-3-7091-7364-0
Alternative Schreibweisen und verwandte Suchbegriffe:
Autor des Buches: weinmann alexander, schneller
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Daten vom Verlag:

Autor/in: Alexander Weinmann
Titel: Regelungen Analyse und technischer Entwurf - Band 1: Systemtechnik linearer und linearisierter Regelungen auf anwendungsnaher Grundlage
Verlag: Springer; Springer Wien
260 Seiten
Erscheinungsjahr: 2012-10-14
Vienna; AT
Gedruckt / Hergestellt in Niederlande.
Gewicht: 0,468 kg
Sprache: Deutsch
49,99 € (DE)
51,39 € (AT)
55,50 CHF (CH)
POD
IV, 260 S.

BC; Electrical Engineering; Hardcover, Softcover / Technik/Elektronik, Elektrotechnik, Nachrichtentechnik; Elektrotechnik; Verstehen; Digitaltechnik; Elektronik; Handel; Industrie; Lineare Regelung; Mikroprozessor; Physik; Prozessor; Qualität; Regelung; Regelungen; Systeme; Technik; Verfahren; Engineering Economics; Mathematical and Computational Engineering; Control, Robotics, Mechatronics; Engineering Economics, Organization, Logistics, Marketing; Power Electronics, Electrical Machines and Networks; Electrical and Electronic Engineering; Mathematical and Computational Engineering Applications; Control, Robotics, Automation; Industrial Management; Electrical Power Engineering; Mathematik für Ingenieure; Regelungstechnik; Ingenieurswesen, Maschinenbau allgemein; Management und Managementtechniken; BB

1 Grundlagen der Dynamik regelungstechnischer Systeme.- 1.1 Allgemeine Zielsetzung der Regelungstechnik.- 1.2 Regelkreis.- 1.3 Voraussetzungen für Blockorientierung und Regelkreisbildung.- 1.4 Aufgaben der Regelungstechnik.- 1.5 Übertragungsfunktion und Regelungssystemtheorie.- 1.6 Anfangsbedingungen und Nullstellen der Übertragungsfunktion.- 1.7 Ausgangssignal Xa(s) bei x a(k)(0?)=0.- 1.8 Nichtverschwindende Vorgeschichte xa(k)(0?)?0.- 1.9 Analyse im Spektralbereich. Verknüpfung mehrerer Elemente.- 1.10 Regelstrecke und Störgrößen.- 1.11 Einschleifiger Standardregelkreis.- 1.12 Sensitivität.- 1.13 Differentielle Sensitivität für den Standardregelkreis.- 1.14 Linearisierung.- 1.15 Regelkreis im Signalflußdiagramm.- 1.16 Spezielle Elemente regelungstechnischer Systeme.- 1.16.1 Rationale Übertragungselemente.- 1.16.2 Totzeit-Elemente.- 1.16.3 Allpaß-Elemente.- 1.16.4 Laufzeitelemente.- 2 Regelkreisanalyse im Zeitbereich.- 2.1 Regelkreis-Reaktion auf einfache Signale.- 2.2 Mehrfache Polstellen von Xa(s).- 2.3 Näherung für kleine Zeitwerte.- 2.4 Näherung für große Zeitwerte.- 2.5 Faltungsintegral und Näherung durch Faltungssumme.- 2.6 Regelungen mit Totzeitelementen.- 3 Formulierung kontinuierlicher Regelungssysteme im Zustandsraum.- 3.1 Grundlagen.- 3.2 Transitionsmatrix (Fundamentalmatrix).- 3.3 Potenzreihenentwicklung der Transitionsmatrix.- 3.4 Zustandsregler. Führungs- und Störungsverhalten.- 3.5 Vorfilterbemessung.- 4 Analyseverfahren im Frequenzbereich.- 4.1 Frequenzgang.- 4.2 Ortskurven des Frequenzgangs.- 4.3 Ortskurven von typischen stabilen Regelkreis-Element en.- 4.4 Ortskurven instabiler Regelkreiselemente.- 4.5 Frequenzgangsortskurve des Regelkreises.- 4.6 Ermittlung von Zeitbereichssignalen aus dem Frequenzbereich.- 4.7 Ermittlung des Frequenzganges aus der gemessenen Systemantwort.- 4.8 Bode-Diagramm.- 4.9 Phasenminimum-Beziehungen.- 4.10 Knickstellen der Regelschleife und des Regelkreises.- 4.11 H?-Norm einer Übertragungsfunktion.- 5 Regelstrecken im Regelkreis.- 5.1 Antriebe. Allgemeines.- 5.2 Stromrichtergespeiste Gleichstromantriebe.- 5.3 Stromleitverfahren.- 5.4 Begrenzungsregelung.- 5.5 Kupplungselastizität.- 5.6 Umrichtergespeiste Asynchronmaschine.- 5.7 Thermische Regelstrecken.- 5.7.1 Durchlauferhitzer, Wärmetauscher.- 5.7.2 Kessel und Turbine.- 5.8 Hydraulische Regelstrecken.- 5.9 Pneumatische Regelstrecke.- 5.10 Mechanische Positionsregelstrecken.- 5.10.1 Einfache Fahrzeuglenkung.- 5.10.2 Balancierung.- 5.10.3 Passagierflugzeug.- 5.10.4 Raketenantrieb.- 5.11 Verfahrenstechnische Regelstrecken.- 5.12 Elektronische und nachrichtentechnische Regelstrecken.- 5.12.1 Verstärkungsausgleich.- 5.12.2 Scharfabstimmung.- 5.12.3 Zeilensynchronisierung.- 5.12.4 Rauschunterdrückung.- 5.13 Phase-Locked Loops (PLL).- 5.13.1 Phase-Locked Loop in analoger Ersatzrechnung.- 5.13.2 Regelungen an einem CD-Player.- 5.14 Schaltzeichen (Sinnbilder) für technische Regelstrecken.- 5.15 Volkswirtschaftliche Regelungen.- 5.16 Physiologische und psychische Regelkreise.- 5.17 Soziologische Regelungen.- 6 Stellglieder und Verstärker.- 6.1 Stromrichterstellglieder.- 6.2 Umrichter für Drehfeldmaschinen.- 6.3 Stellmotoren für mechanische Positionierung.- 6.4 Stellglieder für Flüssigkeits-, Gasströme u. körnige Stoffe.- 6.5 Schaltzeichen für Stellglieder und Verstärker.- 7 Regelungstechnischer Einsatz von Sensoren und Meßumformern.- 7.1 Anforderungen.- 7.2 Meßrauschen.- 7.3 Leistung eines Rauschsignales.- 8 Identifikationsverfahren.- 8.1 Auswertung der Sprungantwort von PDT1-Elementen.- 8.2 Auswertung der Sprungantwort von PT2-Elementen.- 8.3 Wendetangentenmethode bei PT2-Elementen.- 8.4 Auswertung der Sprungantwort von IT1-Elementen.- 8.5 Momentenmethode an der Gewichtsfunktion.- 8.6 Identifikation mit Hilfsregler.- 8.7 Identifikation mit fiktivem Serienelement.- 8.8 Regressionsanalyse. Quadratische Ausgleichsrechnung.- 9 Regler. Ausführung und Dimensionierung.- 9.1 Operationsverstärker.- 9.2 Elektronische Analogregler mit Operationsverstärkern.- 9.2.1 Betrachtung mittels Blockelementen.- 9.2.2 Betrachtung mittels Leitwertmatrizen und Beschaltungsimpedanzen.- 9.3 Analogregler-Schaltungsbeispiele.- 9.4 Sollwerteinsteller. Parameteranpassung.- 9.5 Digitale Integralregler mit zählenden Bausteinen.- 9.6 Regler mit Mikrorechnern.- 9.7 Digitale Universalregler.- 9.8 Kompaktregler und weitere Rechner-Kommunikationselemente.- 9.9 Leitrechner.- 9.10 Pneumatische Regler.- 9.11 Hydraulische Regler.- 9.12 Mechanische und elektromechanische Regler.- 9.13 Konstruktionsformen elektrischer Regler. Ergonomie.- 10 Stabilität. Stabilitätsgüte. Stabilisierung.- 10.1 Stabilitätskriterium nach Routh.- 10.2 Stabilitätsbeurteilung mit Beiwertbedingungen.- 10.2.1 Beiwertbedingungen für Labilität.- 10.2.2 Beiwertbedingungen für Stabilitätsgüte.- 10.3 Stabilitätskriterium nach Nyquist.- 10.3.1 Satz vom logarithmischen Residuum.- 10.3.2 Anwendung auf die Stabilitätsuntersuchung.- 10.3.3 Anwendungsfälle.- 10.3.4 Vereinfachte Formulierungen für stabile Regler und Strecken.- 10.3.5 Abklingbedingungen aus den Nyquist-Diagrammen.- 10.4 Stabilisierung.- 11 Wurzelortsverfahren.- 11.1 Wurzelortskurven nach der Verstärkung.- 11.2 Konstruktionshilfen für Wurzelorte.- 11.3 Wurzelortskurven nach einer veränderlichen Polstelle.- 11.4 Wurzelortskurve nach einer veränderlichen Zeitkonstanten.- 11.5 Folgerungen aus den Wurzelortsverfahren.- 12 Verfahren zum Entwurf von Regelkreisen.- 12.1 Entwurfsziele.- 12.2 Gliederung der Methoden.- 12.3 Stationäre und quasistationäre Beziehungen.- 12.4 Dominierendes Schwingungsglied.- 12.5 Ansatz mit dominierendem Polpaar und weiterem Mehrfachpol.- 12.6 Einfache Zusammenhänge zwischen Regelschleife und Regelkreis.- 12.7 Zusammenhang Tiefpaßgrenzfrequenz zu Anstiegszeit.- 12.8 Entwurf im Bode-Diagramm.- 12.9 Gleichgewichtstheorem.- 12.10 D- und I-Kompensation, D- und I-Stabilisierung.- 12.11 Systemempfindlichkeit im Bode-Diagramm.- 12.12 Symmetrisches Optimum.- 12.12.1 IT1-Regelstrecke und PI-Regler.- 12.12.2 PT3-Regelstrecke und PIDT1-Regler.- 12.13 Stellgrößenbegrenzung.- 12.13.1 Ersatzvorfilter.- 12.13.2 Abschätzung der maximalen Stellamplitude mittels F?1.- 12.14 Robuste Regelung im Bode-Diagramm.- 12.15 Robustheit an Nyquist-Ortskurven.- 12.16 Normpolynome.- 12.17 Doppelverhältnisse.- 12.18 Polvorgabe für Zustandsregler bei Eingrößenregelungen.- 12.19 Verfahren reeller Schleifenpole und -nullstellen.- 12.20 Aufhebungskompensation.- 12.21 Betragsoptimum.- 12.22 Polvorgabe über Gütekriterium.- 12.23 Regelkreispolprodukt, Mindeststabilität und Stellgrößenbeschränkung.- 12.24 Polvorgabe, Systemempfindlichkeit und Regelschleifennullstellen.- 12.25 Nullstellenvorgabe.- 12.26 Reglerbemessung mit Wurzelortskurven.- 12.27 H?-Norm der Sensitivitätsfunktion, L2-Norm der Regelabweichung und Stabilitätsradius.- 12.28 Vorkehrungen und Bewältigung des Meßrauschens.- 12.29 Bemessung eines dynamischen Vorfilters.- 12.30 Störgrößenaufschaltung (Kompoundierung).- 12.31 Sollwertaufschaltung (Vorwärtssteuerung).- 12.32 Anordnung von weiteren Regelschleifen.- 12.33 Prädiktoren für Totzeitsysteme.- 12.34 Experimentelle PI-Regler-Einstellung.- 12.35 Kostenbewußtsein beim Entwurf.- 12.36 Spezielle Geräteaspekte bei Funktionsredundanz.- 12.37 Entwurf mit Unterstützung durch Rechner-Simulation.- 13 Diskrete Regelungen und Steuerungen.- 13.1 Zeitdiskrete Systeme und Regelungen.- 13.2 Amplitudendiskrete Systeme.- 13.3 Schalt-, Übersichts- und Logikpläne.- 13.4 Karnaugh-Veitch-Diagramm.- 13.5 Übergangsmatrix, Zustandsgraph.- 13.6 Speicherprogrammierbare Steuerungen.- 13.7 Anwendungen von Steuerungen.- 13.8 Petri-Netze.- 13.9 Fernwirksysteme.- 14 Zuverlässigkeit und Redundanz von Automatisierungssystemen.- 14.1 Redundanz durch Mehrfachinstrumentierung.- 14.2 Partielle Redundanz bei Mehrfachinstrumentierung.- 14.3 Redundanz durch zyklische Verfahren.- 14.4 Zeitabhängige Funktionswahrscheinlichkeit.- 14.5 Passive Redundanz.- A Verzeichnis häufig verwendeter Formelzeichen.- A.1 Allgemeine Hinweise.- A.2 Verknüpfungssymbole.- A.3 Hochgestellte Symbole u. dgl..- A.4 Indizes.- A.5 Operationszeichen.- A.6 Symbole spezieller Art.- A.7 Verzeichnis regelungstechnischer Fachzeitschriften.- B Literaturverzeichnis.- C Sachverzeichnis.