ECTS Credits:5
Modulverantwortliche*r:Prof. Dr.-Ing. Mohieddine Jelali
Dozierende:Prof. Dr.-Ing. Mohieddine Jelali
Learning Outcome:Die Studierenden erwerben theoretische und praktische Kenntnisse über Aufbau, Ziele, Funktionen und Methoden der Regelung technischer Produkte, Anlagen, Energie- und Maschinensysteme. Sie Analysieren das Verhalten technischer Systeme aus mechatronischer Sicht, indem sie die Systeme im Zeitbereich, im Frequenzbereich und durch Zustandsmodelle beschreiben und die Eigenschaften von linearen Systemen, wie Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit bei gegebenen Systemen überprüfen, um den Entwurf von Regelungen in Maschinen und Anlagen vorzubereiten. Sie verfügen über die Fähigkeit, Regler in Abhängigkeit des Streckentyps und der verfügbaren Informationen auszuwählen und zu entwerfen, indem sie die Methoden zum Reglerentwurf anwenden, um Regelungen in einem Automatisierungsrechner (IPC oder SPS) zu implementieren, Stör- und Führungsverhalten von geregelten Maschinen und Anlagen zu analysieren und in Betrieb zu nehmen.
Modulinhalte:Einführung in die Regelungstechnik
• Einordnung der Regelungstechnik
• Beschreibung mittels Wirkungsplan
• Steuerung und Regelung
• Der Standardregelkreis
• Forderungen an einen Regelkreis

Eigenschaften von Regelungssystemen
• Mathematische Modelle
• Stationäres und dynamisches Verhalten
• Lineare und nichtlineare Systeme
• Zeitvariante und zeitinvariante Systeme
• Kausale und nichtkausale Systeme
• Stabile und instabile Systeme
• Eingrößen- und Mehrgrößensysteme
• Übertragungsverhalten elementarer Regelkreisglieder
• Zeitdiskrete Systeme

Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Zeitbereich
• Beschreibung mittels Differentialgleichungen
• Interpretation von Wirkungsplänen
• Zustandsraumdarstellung
• Allgemeine Lösung der Zustandsdifferentialgleichung

Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Frequenzbereich
• Laplace-Transformation
• Beschreibung mittels Übertragungsfunktion
• Rücktransformation in den Zeitbereich
• Blockschaltalgebra
• Pol- und Nullstellenplan
• Ortskurve
• Bode-Diagramm

Verhalten linearer kontinuierlicher Regelsysteme
• Führungs- und Störübertragungsfunktion
• Stationäres Verhalten
• Stabilität nach dem vereinfachten Nyquist-Kriterium
• Anforderungen an eine robuste Regelung
• Vor- und Nachteile der klassischen Reglertypen

Klassische Verfahren zum Reglerentwurf
• Empirische Einstellregeln
• Kompensationsregler
• Regler mit Polvorgabe
• Kaskadenregelung
• Vorsteuerung
Lehr- und Lernmethoden:Teils Seminar, teils Flipped Classroom:
• Video-Podcasts: Vorlesungs- und Übungsvideos
• Tutorien: zweimal pro Woche
• Komplett digitales Praktikum; Praktikumssoftware im ILIAS
Prüfungsformen:Teilleistung: Klausur (70%), Praktikum (30%)
Workload:Summe: 150 Std./5 Credits
Seminar/Flipped Classroom: 45 Std.
Praktikum: 15 Std.
Vor- und Nachbereitung: 90 Std.
Präsenzzeit:30 Std.
Selbststudium:120 Std.
Empfohlene Literatur:• Freudenberger, A. (2000): Prozessmesstechnik; Würzburg: Vogel Buchverlag
• Gassmann, H. (2001): Regelungstechnik, ein praxisorientiertes Lehrbuch;
Frankfurt: Verlag Harri Deutsch
• Lunze, J. (2016): Automatisierungstechnik, Methoden für die Überwachung
und Steuerung kontinuierlicher und ereignisdiskreter Systeme; 4. Aufl.;
[o.O.]: De Gruyter Oldenbourg