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.

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

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.

Unterlagen zur Vorlesung:

• Kapitel 1
• Vorlesungsbeispiele zu Kapitel 1
• Kapitel 2
• Kapitel 3
• Kapitel 4
• Vorlesungsbeispiele zu Kapitel 4
• Kapitel 5
• Kapitel 8

Gruppeneinteilung / Versuchstermine

Praktikumsunterlagen:

• Anleitung: Versuch V1
• Matlab/Simulink-Vorlage: Versuch V1
• Anleitung: Versuch V2
• Anleitung: Versuch V3
• Anleitung: Versuch V4

Mathematische Grundlagen:

• Grundlagen der Matrix-Vektor-Rechnung
• Mathematische Formeln
• Stabilitätssätze von Ljapunow

Matlab und Simulink:

• Beispiele: Matlab/Simulink (The MathWorks, Inc.)
• MATLAB & Simulink Based Tutorials (The MathWorks, Inc.)
• Modeling Engineering Systems Using MATLAB and Symbolic Math Toolbox (The MathWorks, Inc.)
• MATLAB - Eine Einführung (FH-Prof. MMag. Dr. Susanne Teschl,  Fachhochschule Technikum Wien)
• Einführung in MATLAB (Prof. Dr. rer. nat. Günter Gramlich, Hochschule Ulm)
• Numerical Computing with Matlab (Cleve Moler, The MathWorks)
• Experiments with Matlab (Cleve Moler, The MathWorks)
• Beispiel-Sammlung (University of Michigan)
• MATLAB-Simulink-Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele (A. Angermann, M. Beuschel, M. Rau, U. Wohlfarth)