Ziel: Analysieren und parametrieren eines geschlossenen Regelkreises. Die anhand eines einführenden Beispiels vorgestellten Arbeitsschritte werden im Laufe des Kurses vertieft.

• Entwurfsprozess von Regelungssystemen
• Linearisierung eines Systems
• Analyse des Systemverhaltens
• Festlegung der Regleranforderungen
• Einstellung von Reglern
• Testen von Reglern

Ziel: Repräsentieren von Regelkreiskomponenten mittels unterschiedlicher Konzepte, um Regelkreise in MATLAB und in Simulink zu entwerfen.

• Überblick über Modellbeschreibung
• LTI Objekte
• Simulink Modelle

Ziel: Identifizieren von Regelstrecken, um ausgehend vom empirischen Ein-/Ausgangsverhalten ein dynamisches Streckenmodell zu ermitteln.

• Überblick über Systemidentifikation
• Importieren und Vorverarbeitung der Daten
• Modellschätzung
• Modellvalidierung

Ziel: Anpassen von Simulink-Modellverhalten an empirisch gemessenes Verhalten, um unbekannte Regelstreckenparameter abzuschätzen.

• Überblick über Parameter-Anpassung
• Vorbereitung des Modells
• Anpassungsprozess
• Tipps zu Parameter-Anpassung

Ziel: Analysieren von Systemverhalten im Zeit- und Frequenzbereich, um auf die benötigte Reglerstruktur zu schließen. Dieser Abschnitt fasst verschiedene Tools zusammen, mit denen das Systemverhalten analysiert werden kann, z.B. Eigenschwingungen, Einschwingverhalten etc.

• Funktionen zur Systemanalyse
• Verwenden des Linear System Analyzer
• DC-Motor Analyse
• Automatische Analyse von Systemen
• Analyse des offenen Regelkreises

Ziel: Linearisieren eines Simulink-Modells, um auf klassische zeit- und frequenzbasierte Analyse- und Entwurfsmethoden zurückgreifen zu können. Validieren der Linearisierung durch simulationsbasierte Erfassung des Frequenzgangs.

• Linearisierungsverlauf
• Definieren der Arbeitspunkte
• Linearisierungsfunktionen
• Schätzung des Frequenzgangs

Ziel: Modellieren und parametrieren von PID-Reglern in Simulink, gefordertes Regelkreisverhalten mit einer vorgegebenen PID-Reglerstruktur zu erreichen.

• Einsatz von PID-Reglern
• Modellaufbau
• PID-Regler Block
• Automatische Einstellung
• Zusätzliche PID-Eigenschaften

Ziel: Entwerfen von Regelkreisen, die PID-Regler oder Korrekturglieder enthalten, mittels klassischer Methoden, um gefordertes Regelkreisverhalten durch schrittweisen Aufbau des Reglers zu erreichen.

• Parametrieren von Reglern im offenen Regelkreis
• Analysieren des Verhaltens des geschlossenen Regelkreises
• PID-Regler
• Integrierende und differenzierende Korrekturglieder

Ziel: Anpassen von Modellparametern mittels Optimierungstechniken unter Beachtung von Anforderungen und Parameterunsicherheiten, um Regler für nicht-lineare Regelkreise zu entwerfen.

• Optimieren des Modellverhaltens
• Analysieren der Systemsensibilität
• Optimieren mit Parameterunsicherheiten

Ziel: Vorbereiten des modellierten Reglers für die Implementierung auf einem realen System, um automatische Codegenerierung für eingebettete Systeme zu ermöglichen.

• Erkennen von physikalischen und praktischen Beschränkungen von Reglern
• Diskretisieren eines Reglers
• Vorbereiten des Reglers für die automatische Codegenerierung
• Konversion von Fließkomma- in Festkommaarithmetik