Regelung verteilt-parametrischer Systeme (RSVP)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Control of Distributed-Parameter Systems)
(Prüfungsordnungsmodul: Regelung verteilt-parametrischer Systeme)

Lehrveranstaltungen:

• • Regelung verteilt-parametrischer Systeme
    (Vorlesung, 3 SWS, Joachim Deutscher, Mi, 10:15 - 12:45, R4.11)
  • Übungen zur Regelung verteilt-parametrischer Systeme
    (Übung, 1 SWS, Simon Dirauf, Fr, 8:15 - 9:45, R4.11)

Empfohlene Voraussetzungen:

• Grundlegende Kenntnisse zu Modellbildung, Analyse und Entwurf linearer endlich-dimensionaler Eingrößensysteme im Zustandsraum

Inhalt:

• Inhaltsbeschreibung:
Verteilt-parametrische Systeme treten bei der Modellierung von Transport- und Ausgleichsvorgängen sowie von Wellenausbreitungen auf. Da bei diesen Vorgängen neben der Zeitabhängigkeit auch die Ortsabhängigkeit der den Prozess beschreibenden Größen eine Rolle spielt, führt die mathematische Modellbildung auf partielle Differentialgleichungen. Beispiele hierfür sind thermische Prozesse in der Stahlindustrie, die Stabilisierung von Reaktoren in der Verfahrenstechnik oder die aktive Schwingungsbedämpfung von Leichtbaustrukturen. In dieser Vorlesung werden die Zustandsraummethoden zum Regelungsentwurf aus den Grundlagenvorlesungen auf den verteilt-parametrischen Fall verallgemeinert. Dies ermöglicht es, Regelungsverfahren für verteilt-parametrische Systeme anhand bekannter Vorgehensweisen zu erlernen und zu vertiefen. Gegenstand der Vorlesung ist der Entwurf von Zwei-Freiheitsgrade-Regelungen im Zustandsraum. Dies umfasst sowohl die Bestimmung einer Steuerung zur Einstellung des Führungsverhaltens als auch den Ausgangsreglerentwurf zur Festlegung des Störverhaltens. Die vorgestellten Methoden werden für Mehrgrößensysteme formuliert, um einen Einblick in die bei solchen Systemen auftretenden Regelungsprobleme zu geben. Vorlesungsbegleitend wird die Anwendung der theoretischen Verfahren jeweils anhand einfacher technischer Beispielsysteme verdeutlicht.

• Inhaltsübersicht:
1. Modellbildung verteilt-parametrischer Systeme Aufstellung von PDglen, Anfangs- und Randbedingungen
2. Analyse verteilt-parametrischer Systeme im Zustandsraum Lösung der Zustandsglen, modale Approximation, exponentielle Stabilität, Beschreibung durch Übertragungsmatrizen und Systeme mit Randeingriff
3. Stabilisierung verteilt-parametrischer Systeme im Zustandsraum Kriterien für Stabilisierbarkeit, Eigenwertvorgabe und deren parametrische Lösung
4. Entwurf von Vorsteuerungen Modellgestützte Vorsteuerung und flachheitsbasierter Arbeitspunktwechsel
5. Entwurf von Ausgangsfolgereglern Early-lumping-Entwurf, endlich-dim. beobachterbasierte Ausgangsrückführung und Entwurf mittels internem Modellprinzip

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• können die Vorlesungsinhalte sachgerecht auf gegebene Systeme anwenden und eigenständig auf verwandte Problemstellungen übertragen.

• können die Methoden zur Regelung von verteilt-parametrischen Systemen auf Basis des erworbenen Wissens selbständig weiter vertiefen und neue Ideen zur Lösung wissenschaftlicher und beruflicher Probleme entwickeln.

Literatur:

Deutscher, J.: Zustandsregelung verteilt-parametrischer Systeme. Springer-Verlag, 2012.
Franke, D.: Systeme mit verteilten Parametern. Springer-Verlag, 1987.
Curtain, R. und Zwart, H.: An introduction to infinite-dimensional linear systems theory. Springer-Verlag, 1995.

Organisatorisches:

Findet nur im Wintersemester statt. Wird erstmals im SS 2011 angeboten.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Regelung verteilt-parametrischer Systeme)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Regelung verteilt-parametrischer Systeme_ (Prüfungsnummer: 62901)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2013/2014, 1. Wdh.: SS 2014

1. Prüfer:

Joachim Deutscher

Termin: 20.02.2014, 10:00 Uhr, Ort: LS
Termin: 12.02.2015, 10:00 Uhr, Ort: SR R 4.11
Termin: 30.07.2015