Portal:Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik
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Themenbereich Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik:
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Die Theorie der Steuerungs- und Regelungstechnik befasst sich vor allem mit der Modellierung und Analyse von Systemen und dem Entwurf von Regelungen und Steuerungen und stützen sich dabei auf die Kontrolltheorie. Die Anwendungen dieser Methoden sind vielfältig und reichen von elektrotechnischen Systemen, über mechanische Systeme bis hin zu chemischen, biologischen und sozialen Systemen. Dabei wird auf die Messtechnik zurückgegriffen, die sich vorwiegend mit Methoden und Prinzipien zur Messung von technischen und physikalischen Größen (Metrologie) unter Zuhilfenahme von Messgeräten beschäftigt. Die Messtechnik wie auch die Steuerungs- und Regelungstechnik sind Teilgebiete in den Ingenieurwissenschaften, die wissenschaftliche und technische Probleme erforschen und messen, und aufgrund der daraus gewonnenen Erkenntnisse Prozesse steuern und regeln, d. h. in alltagstaugliche Lösungen (Messsysteme, Steuer- und Regelkreise) umsetzten, die somit als Aufgabenfelder diverser Handwerksberufe dienen. |
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In der Mechatronik und deren Teilgebieten, wie beispielsweise der Automatisierungstechnik, findet die Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik eine Vielzahl verschiedener Anwendungen. Als Anwendungsbeispiel sei hier ein mehrachsiger Kreuztisch in der Lineartechnik genannt, bei dem z. B. über einen Inkrementalmaßstab die aktuelle Position der verschiedenen Achsen gemessen und in einem Regelkreis (Regelung) anhand der gemessenen Position ständig der weitere Verfahrweg zur Zielposition ermittelt und ein entsprechendes Signal an die verschiedenen Achsantriebe gesendet wird. Es findet eine ständige Rückkopplung der Position und Geschwindigkeit statt, d. h. Sensoren liefern Messwerte die in einem Regelkreis verarbeitet werden und Aktoren (Motore) bewegen die Achsen des Kreuztischs entsprechend.
- Überwachung technischer Systeme: Fehlertolerantes Regelsystem - Fehlerdiagnose - Monitoring
- Thermodynamische Anwendungen: Temperaturregler - Thermische Ablaufsicherung
- X-By-Wire: Brake-by-Wire - Drive-by-Wire - Fly-by-Wire - Steer-by-Wire
- Weitere Anwendungen: Drehzahlregler - Lageregelung - Fliehkraftregler - Schwingungspaketsteuerung - Sicherheitstemperaturbegrenzer - Motorsteuerung
Ein LZI-System bezeichnet ein lineares zeitinvariantes dynamisches System. International wird es mit dem entsprechenden englischen Kürzel LTI (linear, time-invariant system) klassifiziert.
Die mathematische Beschreibung eines LZI Systems erfolgt in der Regel im Zeitbereich in Zustandsraumdarstellung, also einem linearen Differentialgleichungssystem. Für ein LZI-System sind hier die Koeffizientenmatrizen konstant über der Zeit, worauf sich die Bezeichnung zeitinvariant bezieht. mehr...
- Systeme: Blockschaltbild - Lineares System - Deskriptor-System - Dynamisches System - Eingrößensystem - Mehrgrößensystem - Nichtlineares System - Signalflussplan - System - Systemtheorie - Systemtheorie (Ingenieurwissenschaften) - Systemtheorie 2. Ordnung
- Modelle: Automat - Differentialgleichung - Formale Sprache - Frequenzbereich - Hammerstein-Modell - Modell - Petri-Netz - Systemidentifikation - Übertragungsfunktion - Wiener-Modell - Zeitbereich - Zustandsraumdarstellung
- Nichtlineare Übertragungsglieder: Hysterese
- Hilfsmittel zur Systemanalyse: Bode-Diagramm - Eigenwerte - Frequenzgang - Phasengang - Ortskurve - Sprungantwort - Wurzelortskurve
- Grundbegriffe: Aktor - Aktorik - Regeldifferenz - Regelung - Regelkreis - Regelstrecke - Steuerung - Sensor - Sensorik - Sollwert - Stellwert - Stellglied - Steuergerät
- Regelungskonzepte: Adaptive Regelung - Faustformelverfahren (Automatisierungstechnik) - Fuzzy-Regler - Kaskadenregelung - Model Predictive Control - PID-Regler - Regler - Unstetiger Regler
- Steuerungskonzepte: Ablaufsprache - AWL - FBS - FUP - KOP - Optimale Steuerung - ST
- Entwurfsmethoden: Wurzelortskurvenverfahren - Blockschaltbild - Modell - Zustandsübergangsdiagramm - Methode der globalen Linearisierung
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- Geräte: Echtzeitsystem - Kompaktregler - Speicherprogrammierbare Steuerung - Prozessleitsystem - Steuergerät - Eingebettetes_System - Embedded-PC
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- Systeme: Ereignisdiskretes System - Hybrides dynamisches System
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- Hilfsmittel zur Systemanalyse: Erreichbarkeitsbaum - Identifikationstechnik - Koppelmaß
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