### PO 2024 ###
### Studiengang und Semester
3BORE:2017, 4BORE:2024
### Modulbezeichnung
Regelungstechnik
### Englische Modulbezeichnung
Control Theory
### Modulkürzel RT ###
### Art
Pflichtmodul
### ECTS-Punkte
5
### Studentische Arbeitsbelastung
15, 135
### Voraussetzungen (laut Prüfungsordnung)
### Empfohlene Voraussetzungen
Mathematik II 
Grundlagen der Wechselstromtechnik
### Pruefungsform und -dauer
Klausur 2 h oder mündliche Prüfung
### Lehrmethoden und Lernmethoden
Multimedial aufbereitetes Online-Studienmodul zum Selbststudium
mit zeitlich parallel laufender Online-Betreuung und
regelmäßigen virtuellen Lehrveranstaltungen, Laborveranstaltungen (vor Ort oder online)
### Modulverantwortlicher
A. Korff (THL)
### Vergabe von Leistungspunkten (Voraussetzungen)
Studienleistung (Labor):  Teilnahme an den Laborveranstaltungen und Abgabe der dazugehörigen Laborberichte  (1 CP). 
Bewertet mit "Bestanden"

Prüfungsleistung (4 CP): Bestehen der Prüfung (Klausur oder mündliche Prüfung)
### Qualifikationsziele
Die Studierenden können
- die Grundbegriffe der Regelungstechnik erklären.
- für gegebene physikalische Systeme mit begrenzter Komplexität passende mathematische Modelle zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens aufstellen.
- für ein dynamisches System die Reaktion auf ein gegebenes Eingangssignal berechnen.
- die Parameter eines dynamischen Modells an Hand aufgezeichneten Sprungantworten berechnen.
- die Parameter eines PID-Reglers an Hand der Streckenübertragungsfunktion und gegebener Anforderungen an das Regelkreisverhalten einstellen.
- die dynamische Stabilität eines Regelkreises überprüfen.
- die regelungstechnischen Problemstellungen auch mit Hilfe von rechnergestützten Simulationen lösen.
- einige Möglichkeiten zur Erweiterung des einschleifigen Regelkreises und der damit verbundenen Möglichkeiten zur Auflösung der üblichen Zielkonflikte bei der Einstellung des PID-Reglers nennen und erklären.
- an Hand einer gegebenen Regelstrecke eine passende Struktur, den passenden Regler und die geeigneten Methoden zur Kennwertermittlung und Reglereinstellung auswählen.
### Lehrinhalte
**Einführung**
Beispiele für aktuelle regelungstechnische Anwendungen; Regelkreis und Begriffsklärungen; Regelung vs. Steuerung; grundsätzliche regelungstechnische Aufgabenstellung

**Modellbildung und Systemdynamik**
Allgemeines zu Modellbildung und Systemdynamik; Beschreibung des dynamischen Systemverhaltens mit Hilfe von Differentialgleichungen; Aufstellen von Differentialgleichungen; Lösung von Differentialgleichungen im Zeitbereich; Lösung von Differentialgleichungen im Bildbereich mit Hilfe der Laplace-Transformation; einfache regelungstechnische Übertragungsglieder; Statische Eigenschaften von Übertragungsgliedern; Darstellung komplexer Systeme mit Hilfe von Blockschaltbildern / Vereinfachung von Blockschaltbildern; Linearisierung von Systemen

**Einschleifiger Regelkreis**
Struktur und Übertragungsfunktionen des einschleifigen Regelkreises; Anforderungen an den einschleifigen Regelkreis; PID(T1)-Regler

**Stabilität in der Regelungstechnik**
Begriff der Stabilität in der Regelungstechnik; Prüfung der Stabilität mit Hilfe der Polstellen der Übertragungsfunktion; Hurwitz-Kriterium für die Stabilitätsprüfung einer Übertragungsfunktion; Nyquist-Kriterium für die Stabilitätsprüfung eines geschlossenen Regelkreises

**Kennwertermittlung für Regelstrecken**
Allgemeines zur Kennnwertermittlung für Regelstrecken; Kennwertermittlung für einfache Regelstrecken; Totzeit-Verzögerungszeit-Modelle; PT2-Verzögerungs-Modelle; PTn-Verzögerungs-Modelle; ITn-Glieder (Verfahren nach Streijc); Einsatz von Optimierungsverfahren zur Kennwertermittlung

**Einfache Verfahren zur Reglereinstellung**
Reglereinstellung nach Ziegler-Zichols; Reglereinstellung nach Chien-Hrones-Reswick; Reglereinstellung mit Hilfe der Summenzeitkonstante

**Reglereinstellung im Frequenzbereich**
Darstellung des frequenzabhängigen Verhaltens von Übertragungsfunktionen mit Hilfe von Bode-Diagrammen; Skizzieren der Geradenapproximation von Bode-Diagrammen; Einstellung von Reglern mit Hilfe des Phasenrandkriteriums; Einstellung von Reglern für offene Ketten mit einem Integrator; Einstellung von Reglern für offene Ketten mit zwei Integratoren

**Optimale Regler**
Grundidee des optimalen Reglers; Optimierungskriterien für optimale Regler; Überblick über die benötigten Softwarefunktionen von optimalen Reglern

**Erweiterungen des einschleifigen Regelkreises**
Smith-Prädiktor; Sollwertfilterung; Regelung mit Vorsteuerung; Kaskadenregelung; Störgrößenaufschaltung
### Literatur
Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. (2007): Moderne Regelungssysteme. 10., überarb. Aufl. München: Pearson Deutschland; Pearson Studium (Pearson Studium - Elektrotechnik).

Lunze, Jan (2016): Regelungstechnik. 11., überarbeitete und ergänzte Auflage. Berlin, Heidelberg: Springer Vieweg (Lehrbuch).

Lutz, Holger; Wendt, Wolfgang (2014): Taschenbuch der Regelungstechnik. Mit MATLAB und Simulink. 10., erg. Aufl., 1. Dr. Haan-Gruiten: Verl. Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer.
### Titel der Lehrveranstaltung
Regelungstechnik
### Dozent
A. Korff (TH Lübeck)
### SWS
3
### Titel der Lehrveranstaltung
Praktikum Regelungstechnik
### Dozent
G. Kane, R. Rasenack
### SWS
1

### LVS 1 ###