Digitale Regelungs- und Steuerungstechnik

Diese Veranstaltung wendet sich an Studierende der Studiengänge Elektrotechnik (Vertiefung AAT) und Mechatronik im 4. Semester. Sie haben die Grundlagen der Regelungstechnik schon im 3. Semester gehört. Darauf aufbauend werden Prinzipien und Methoden der Digitalen Regelungs- und Steuerungstechnik vorgestellt und in Übung und Praktikum vertieft.

Weitere Information finden Sie in der Modulbeschreibung.

Die Übungen greifen die Inhalte der Vorlesung in Form von Beispielen auf. Im Praktikum werden wir mit LabVIEW und CoDeSys arbeiten. 

Vorlesung

Vorlesung | Digitale Regelungs- und Steuerungstechnik

Die Veranstaltung Digitale Regelungs- und Steuerungstechnik beginnt am Mi., dem 16.03.2011 mit der Vorlesung um 8:15 Uhr. Die Übung beginnt um 10:15 Uhr am gleichen Tag.

Die Praktika werden an zwei Block-Terminen (mittwochs oder/und freitags) angeboten. Die Gruppeneinteilung erfolgt nach abgeschlossener Anmeldung voraussichtlich in der KW 11. 

Auf dieser und den entsprechenden Seiten für Übung und Praktikum werde ich sukzessive Unterlagen als Download bereitstellen, die für die Durchführung und Unterstützung dieser Veranstaltung notwendig sind. 

Neben den Vorlesungsskripten ist im Folgenden ein LabVIEW-Einführungskurs eingestellt, wie ich ihn auch in anderen Veranstaltung nutze. Dies dient dazu, i.R. der Vorlesung (und ggf. Übung) auf den Umgang mit LabVIEW, insb. mit dem Toolkit "Control Design & Simulation" für die Anwendung in DRS eingehen zu können.

Mit einer Vorlaufzeit von einer Woche werde ich Sie darauf solche Einführungen hinweisen, sodaß Sie Ihren Laptop mitbringen können.  

Die Downloads zur Vorlesung sind in ILIAS verfügbar. 

Übungen

Übungen | Digitale Regelungs- und Steuerungstechnik

Die Übung dient dazu, die Inhalte der Vorlesung anhand von Beispielen besser verstehen und anwenden zu können. Die Aufgaben sollen zumindest im Ansatz möglichst selbständig gelöst werden.

Die Übung wird für zwei Gruppen im Wechsel 14-tägig mittwochs von 10.15 bis 11.45 Uhr angeboten. Die Übungsaufgaben werden schrittweise, aber mit Vorlauf gegenüber der Vorlesung als Download unten verfügbar gemacht.

Die Downloads zur Übung sind in ILIAS verfügbar.

Klausuren

Klausuren | Digitale Regelungs- und Steuerumngstechnik

Ein Fliehkraftregler wurde erstmals zur Drehzahlregelung an Windmühlen eingesetzt: analog, mechanisch, überschaubar. Heute, ca. 220 Jahre später, werden moderne Abkömmlinge u.a. zur Regelung der Drehzahl und Leistung von Windkraftanlagen genutzt: digital, elektronisch und rechnergestützt, komplex. 
Offensichtlich bleiben die Fragen über die Jahrhunderte gleich, nur die Mittel zu deren Lösung sind andere. Ob die Lösungen dadurch gleich besser sind? Jedenfalls ist es lohnenswert, sich mit den heutigen Möglichkeiten der digitalen Regelungs- und Steuerungstechnik an solche Themen heranzuwagen.

Dazu ist in ILIAS ein Satz von Klausuraufgaben zum Download aufgelistet, anhand derer Sie feststellen können, ob Sie über aktuelle Kenntnisse und Fähigkeiten verfügen, solche über die Zeit gleichbleibenden Fragen zu beantworten. Es kann sein, dass Inhalte aus vorherigen Semestern aktuell schwächer oder stärker gewichtet sind. Dies schlägt sich auch in den Aufgaben nieder. Sollten Ihnen Fragen unklar erscheinen, kann es auch daran liegen.

Die Downloads zu den Klausuren sind in ILIAS verfügbar.   

Praktika

Praktika | Digitale Regelungs- und Steuerungstechnik

Im Praktikum dient dazu, das Zusammenwirken von und Effekte in Prozessen und Regelungen, die mit digitalen Systemen arbeiten, zu verstehen und beurteilen zu können. Das Praktikum wird im RST-Labor R131 des Fachbereichs anhand von Simulationen und Modellprozessen, u.a. mit der Software LabVIEW und der Soft-SPS CoDeSys durchgeführt.

Die Teilnahme am Praktikum ist Pflicht.

Die Anmeldung für die Praktika in Digitaler Regelungs- und Steuerungstechnik (DRS) im SS11 erfolgt über CAMPUS. 

Elektrotechniker melden sich dort bitte unter 54112 Digitale Regelungs- und Steuerungstechnik (PT1),  Mi., 12.15-13.45 an.

Mechatroniker melden sich bitte unter 84105 (DRS Gr.1) Digitale Regelungs- und Steuerungstechnik (PT1) an.

Die Gruppeneinteilung und Terminfestlegung ist durch Herrn Goertz und Herrn Hilgers in KW 11 festgelegt worden. Dabei gilt:

  • Die Studierenden sind in (nominal) 5-er-Gruppen eingeteilt
  • Jede Gruppe hat 3 jeweils 3-stündige Versuchstermine (V1 - V3)
  • In jedem Termin werden bis zu 3 Gruppen zusammengefaßt.
  • Die Termine für ET-Studierende liegen voraussichtlich mittwochs, 12.45-15.45 Uhr
  • Die Termine für MEC-Studierende liegen voraussichtlich freitags, 14.15-17.15 Uhr 


Die drei Versuche haben zum Thema:

  • Kontinuierliche Regelung (als Ergänzung zu GRT)
  • Digitale Regelung
  • Steuerungen

 
Die Praktikums-Termine und Einteilungen sind unten in der Excel-Datei zu finden.

Zur Vorgehensweise:

  • Drucken Sie sich die Unterlagen zum jeweiligen Versuch aus und bereiten Sie sich anhand der dort gegebenen Einführungen auf die Aufgaben vor.
  • Im Versuchstermin werden die Aufgaben von den Teilnehmern bearbeitet und  (i.allg. anhand von Excel-Dateien, Screenshots) dokumentiert und ausgewertet.
  • Zu jedem Versuch ist ein kurzer Bericht zu erstellen, der die wesentlichen Ergebnisse  zu den jeweiligen Unterpunkten enthält. Der Bericht ist mit einer Frist von 14 Tagen bei mir abzugeben.

Die Downloads zur den Praktika sind in ILIAS verfügbar. 

Literatur

Literatur | Digitale Regelungs- und Steuerungstechnik

Die unten genannte Literatur ist eine brauchbare Hilfe, die in meinem Skript angesprochenen Themen im Selbststudium zu ergänzen, zu vertiefen oder überhaupt besser zu verstehen.

 

Ich habe die Bücher aus meiner Sicht kommentiert, die Spalte Bemerkung stellt jedoch keinerlei Bewertung der Qualität der Literatur dar. Sie beleuchtet lediglich, inwieweit ich sie hilfreich für Sie im Rahmen meiner Veranstaltung finde.

 

Digitale Regelungstechnik


Dorf, Bishop | Moderne Regelungstechnik
Pearson Studium, 2006

Bemerkung: inhaltlich und didaktisch hervorragend, mein Favorit


Horn, Dordoumas | Regelungstechnik

Pearson Studium, 2004
Bemerkung: anspruchsvoll, gute Gegenüberstellung kontinuierlicher und diskreter Systeme


Abel | Mess- und Regelungstechnik
Mainz, Vorl.-Skript RWTH Aachen, 2007

Bemerkung: das (!) allgemeinverständliche Standardwerk, sehr gut aufgebaut und zu lesen


Große, Schorn | Taschenbuch der prakt. Regelungstechnik

Hanser Verlag, 2006

Bemerkung: sehr hilfreiches Nachschlagewerk


Gassmann | Theorie der Regelungstechnik

Harri Deutsch Verlag, 2003
Bemerkung: sehr umfassend und detailliert, aber gut verständlich, gut zur Vertiefung


Gassmann | Regelungstechnik
Harri Deutsch Verlag, 2004
Bemerkung: für Einsteiger und alle, die sich vor zu viel Theorie fürchten


Braun | Digitale Regelungstechnik
Oldenbourg, 1997
Bemerkung: digitale Systeme pur, viele Details, auch zum Vertiefen


Schlüter | Digitale Regelungstechnik - interaktiv

Fachbuchverlag Leipzig, 2000
Bemerkung: auch pur digital, aber gut verständlich, durch viele Bilder und Graphiken unterstützt


Schumacher | Grundlagen der Regelungstechnik
Vorl.-Skript TU Braunschweig, 2006

Bemerkung: ebenfalls ein hervorragendes Standardwerk


Oppenheim, Schafer, Buck | Zeritdiskrete Signalverarbeitung

Pearson Studium, 2004

Bemerkung: läßt keine Fragen offen, ser umfachreich, viele hilfreiche Details


Bolton | Bausteien mechatronischer Systeme

Pearson Studium, 2004

Bemerkung: Eine hervorragende Übersicht über alles, was Mechatronik ausmacht, u.a. Regelungs- u. Steuerungstechnik


Schulze | Elektrische Servoantriebe
Hanser, 2008

Bemerkung: sehr gute Details zum Herzstück mechatronischer Systeme

 

 

LabVIEW

Georgi, Metin | Einführung in LabVIEW
Hanser Verlag, 1./2006

Bemerkung: mit 8.0 Student Edition, sehr gute technische Beispiele


Mütterlein, B. | Handbuch für die Programmierung mit LabVIEW
Springer Verlag, 1./2007

Bemerkung: mit CD LV 8.0, mit sehr guten Grundlagen, insbesondere Automatentheorie


Bishop, R. | LabVIEW 8 Student Edition

Pearson Verlag, 2007
Bemerkung: mit CD und Beispielen, umfangreich und gut erklärt, in Englisch


Jamal, Hagestedt | LabVIEW für Studenten
Pearson Verlag, 4./2004

Bemerkung: auch mit CD, sehr gut


Travis, Kring | LabVIEW For Everyone

Prentice Hall  Verlag, 3./2007

Bemerkung: mit Beispiel-CD, auch für versierte Anwender eine gute Hilfe, in Englisch


National Instruments | LabVIEW Student Edition for Windows...  
National Instruments, 8.0/2006

Bemerkung: sehr empfehlenswert (**)


Blume, P. | The LabVIEW Style Book

Prentice Hall, 2007

Bemerkung: Wie der Name sagt: Es geht um Programmiertechniken, nicht um Programmier-Details, u.a. sehr hilfreich bei komplexen Programmieraufgaben