Letzte Änderung : 23.04.2025 12:09:00   


Code:231100
Modul:Regelungstechnik I
Module title:Automatic Control I (Basic Course)
Version:2.01 (03/2017)
letzte Änderung: 19.02.2024
Modulverantwortliche/r: Prof. Dr.-Ing. Kästner, Wolfgang
w.kaestner@hszg.de

angeboten in den 24 Studiengängen:
Automatisierung und Mechatronik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
Automatisierung und Mechatronik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021
Automatisierung und Mechatronik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
Automatisierung und Mechatronik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021
Automatisierung und Mechatronik (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024
Automatisierung und Mechatronik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
Automatisierung und Mechatronik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021
Automatisierung und Mechatronik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
Automatisierung und Mechatronik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021
Automatisierung und Mechatronik KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024
Elektrische Energiesysteme (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
Elektrische Energiesysteme (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021
Elektrische Energiesysteme (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
Elektrische Energiesysteme (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021
Elektrische Energiesysteme (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024
Elektrische Energiesysteme KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2018
Elektrische Energiesysteme KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2021
Elektrische Energiesysteme KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2018
Elektrische Energiesysteme KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2021
Elektrische Energiesysteme KIA (Dipl.-Ing. (FH)) gültig ab Matrikel 2024
Elektrotechnik (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2024
Elektrotechnik KIA (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2024
Ingenieurpädagogik Maschinenbau (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2022
Ingenieurpädagogik Maschinenbau (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2023

Modul läuft im:SoSe (Sommersemester)
Niveaustufe:Bachelor/Diplom
Dauer des Moduls:1 Semester
Status:Pflichtmodul
Lehrort:Zittau
Lehrsprache:Deutsch

Workload* in SWS **
Semester
Zeit- std.ECTS-
Pkte
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150
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5.0


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2
1
0



*Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden)
**eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche

Selbststudienzeit in h
Angabe gesamt
davon
94
54
Vor- und Nachbereitung LV
20
Vorbereitung Prüfung
20
Sonstiges


Lehr- und Lernformen:Die Vermittlung des Fachwissens erfolgt in Form von Vorlesungen und Seminaren/Übungen. In den Vorlesungen werden die methodischen Grundlagen mittels Multimediatechnik und Tafelbildern dargestellt. In den Seminaren erfolgt die Festigung der Vorlesungsinhalte anhand von Aufgaben. Die Praktika dienen der Vertiefung spezieller Fähigkeiten und Fertigkeiten an Laborversuchsständen und bei der Simulation.
Hinweise:Durchführung eines Praktikums bestehend aus 5 Versuchen (davon 4 Laborpraktika und 1 Simulationspraktikum) in Gruppen


Prüfung(en)
Prüfungen Prüfungsleistung als Klausur (PK) 180 min 80.0%
Prüfungsleistung als Laborarbeit (PL)
 - 
 20.0%


Lerninhalt:
  • Grundbegriffe der Regelungstechnik
    Begriffsbestimmungen zur Regelungstechnik, Eigenschaften linearer Über- tragungsglieder, Übertragungsdifferentialgleichung, Übertragungsfunktion,

  • Beschreibung linearer Systeme mit Hilfe der Laplace – Transformation
    Rechenmethoden der Laplace – Transformation, Elementarübertragungsglieder, Übergangsfunktion, Parameterbestimmung mit der Übergangsfunktion, Anwendung von Differenzengleichungen

  • Beschreibung linearer Systeme mit Hilfe der Fourier – Transformation
    Rechenmethoden der Fourier – Transformation, Frequenzgang, Logarithmische Frequenzkennlinien (Bode - Diagramme), Parameterermittlung mit Logarithmischen Frequenzkennlinien

  • Berechnung von Regelkreisen (Stabilität)
    Stabilität von Regelkreisen, Hurwitz – Kriterium, Nyquist – Kriterium, Polstellen

  • Entwurf von Reglern für einschleifige Regelkreise
    Regelgüte und Gütekriterien, Einstellregel nach Ziegler/Nichols, Betragsoptimum, Symmetrisches Optimum, Realisierung von PID – Reglern

  • Einführung in die digitale Regelung
    Mathematische Beschreibung von Abtastsystemen im Zeitbereich, Quasikontinuierliche Einstellung digitaler Regler, Einstellregel nach Takahashi - Chan – Auslander, Realisierung digitaler Regler

  • Simulation von Regelkreisen
    Entwicklung und Umsetzung von Simulationsmodellen für Regelkreise mit funktionsblockorientierten Simulationstools

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:Die Studierenden analysieren einen physikalisch-technologischen Prozess und entwerfen ein regelungstechnisches Modell. Sie definieren die Regelungsaufgabe, wählen geeignete Regler aus und berechnen deren Parameter. Sie beurteilen die Stabilität und Güte des Regelkreises durch geeignete Simulationen im Zeit- und Frequenzbereich und vergleichen Lösungsvarianten. Die Studierenden implementieren die Regler im Simulationstool und am Versuchsstand.
Fachübergreifende Kompetenzen:Die Studierenden generalisieren die Problemstellung, generieren individuell und im Team Problemlösungsstrategien und setzen diese um. Sie nutzen dazu system­theoretische Ansätze. Sie beurteilen ihre analytischen und simulativen Ergebnisse und präsentieren die Ergebnisse.

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:Kompetenzen aus folgenden Modulen (ohne Nachweiserfordernis):
- Ingenieurmathematik I, II
- Signale und Systeme
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:Kompetenzen aus den Modulen:
- Physik
- Elektrotechnik (Grundlagen)
- Messtechnik

Literatur:DIN IEC 60050-351 Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch - Teil 351 Leittechnik
DIN IEC 60027-6 Letter symbols - Control technology
Lutz / Wendt: Taschenbuch der Regelungstechnik, Harry Deutsch, 2021
Steffenhagen: Kleine Formelsammlung Regelungstechnik, Hanser, 2010
Jaschek / Voos: Grundkurs der Regelungstechnik, Oldenbourg Verlag, 2010
Beier / Wurl: Regelungstechnik, Hanser Verlag, 2022
Kahlert: Crashkurs Regelungstechnik, Hanser Verlag, 2022
Philippsen: Einstieg in die Regelungstechnik, Hanser Verlag, 2022
Mann/Schiffelgen/Froriep: Einführung in die Regelungstechnik, Hanser Verlag, 2019
Zacher, S; Reuter, M.: Regelungstechnik für Ingenieure: Analyse, Simulation und Entwurf von Regelkreisen, Springer Vieweg, 2022
Ibrahim D.: PID-basierte digitale Regelung, Elektor, 2023
Böttcher J.: Digitale Implementierung von Reglern (Teil 11), BoD, 2023
Nuß U.: Zeitdiskrete Regelung, VDE-Verlag, 2020
Adamy, J.: Nichtlineare Systeme und Regelungen, Springer Vieweg, 2018