Nichtlineare Regelungssysteme

Beginn: Mittwoch, 17.10.2018, 8:30 Uhr

Vorlesung

Ort:
PRIAM, Justus-von-Liebig-Weg 6

Zeit:
Mittwoch, 8:30-10:45 Uhr

Übung

Ort:
PRIAM, Justus-von-Liebig-Weg 6

Zeit:
Freitag, 14:30-16:00 Uhr

Fragestunde

Im Anschluss an die Übung oder auf Anfrage

Praktikum

Vorlesungsbegleitendes Praktikum

Aktuelles

Terminänderungen

Klausureinsicht

Nach Vereinbarung mit PD Dr.-Ing. habil. Andreas Rauh

Übungsklausur

Freiwillige Übungsklausur:

Donnerstag, 28.02.2019
Beginn: 13 Uhr
Projektraum IAM (PRIAM)
Justus-von-Liebig-Weg 6

Klausur

Klausur Nichtlineare Regelungssysteme

Die Klausur "Nichtlineare Regelungssysteme" wird erneut im Anschluss an das Sommersemester 2019 angeboten


Lernziel

Lernziel

Die  Studierenden  werden  befähigt,  moderne  regelungstechnische  Methoden  für nichtlineare zeitinvariante Systeme auf technische Problemstellungen anzuwenden:

  • Kenntnisse der wichtigsten Phänomene bei nichtlinearen Systemen
  • Kenntnisse zur Analyse der Stabilitätseigenschaften
  • Kenntnisse  der  modernen  modellbasierten  Entwurfsmethoden  für  nichtlineare Zustandsrückführungen
  • Kenntnisse zum Entwurf von Beobachtern zur Zustands- und Parameterschätzung
  • Fähigkeit, hierzu gängige Softwarewerkzeuge (Matlab/Simulink/dSpace) einzusetzen.
Inhalt

Inhalt

  1. Grundbegriffe und charakteristische Eigenschaften nichtlinearer Regelungssysteme
  2. Modellbildung und nichtlineare Zustandsraumdarstellung
  3. Stabilitätssätze von Ljapunow und Stabilitätsanalyse nichtlinearer Systeme
  4. Nichtlinearer Reglerentwurf mit Ljapunowmethoden
  5. Passivitätsbasierter Reglerentwurf
  6. Eingangs-Ausgangs-Linearisierung für Ein- und Mehrgrößensysteme
  7. Flachheitsbasierte Folgeregelungen
  8. Nichtlinearer Zustandsreglerentwurf durch Erweiterte Linearisierung
  9. Systeme mit statischen Eingangs-Nichtlinearitäten
  10. Grundlagen des nichtlinearen Beobachterentwurfs
Informationen zur Prüfung

Informationen zur Prüfung

Als Hilfsmittel zur schriftlichen Prüfung "Nichtlineare Regelungssysteme (Master)" darf ein handschriftliches Blatt (Vorder- und Rückseite) DIN A 4 mit beliebigen Inhalten genutzt werden.

Weiterhin darf in der Klausur ein einfacher, nicht programmierbarer Taschenrechner (in der Regel mit einzeiligem Display und evtl. Statuszeile) genutzt werden.

Weitere Hilfsmittel sind nicht zulässig.

Übung
Übungsaufgaben

Übungsaufgaben

Modellbildung nichtlinearer dynamischer Systeme

Begrenzungskennlinien, Hysterese

Ljapunow-Funktionen zur Stabilitätsanalyse nichtlinearer dynamischer Systeme

Regelungsentwurf mittels Backstepping

Sliding-Mode-Regelungsentwurf

Passivitätsbasierte Regelung, Ein-/ Ausgangslinearisierung

Popow-Kriterium

Beobachterentwurf und Ein-/ Ausgangslinearisierung

Ein-/ Ausgangslinearisierung, Beobachterentwurf und Internal-Model-Control (IMC)

Beobachterentwurf

 

Zusatzaufgabe zur Praktikumsvorbereitung: Ein-/ Ausgangslinearisierung sowie Erweiterte Linearisierung

Literatur und Selbststudium

Literatur und Selbststudium

Mathematische Grundlagen:

Matlab und Simulink: