Das Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse in Einzelkapiteln
Von Jörg Böttcher
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Über diese Serie
- Schwingbedingung
- Instabile Regelkreise
- Stabilitätskennzahlen
- Praktische Einstellregeln
- Einstellregeln nach Ziegler und Nichols
Es stellt den Teil 12 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen.
Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
Titel in dieser Serie (12)
- Einführung in LabVIEW: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 1
1
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in LabVIEW mit folgenden Abschnitten: - Projekt-Explorer - Frontpanel - Blockdiagramm - Programmabläufe grafisch codiert - Datentypen - Signalverläufe Es stellt den Teil 1 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Laplace-Transformation: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 4
4
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in die Laplace-Transformation mit folgenden Abschnitten: - Die Grundidee - Transformationsformeln - Wichtige Transformationen - Rechenregeln - Systemübertragungsfunktion - Berechnung von Systemantworten am Beispiel - Zusammengesetzte Systemstrukturen Es stellt den Teil 4 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Physikalische Elementarprozesse: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 2
2
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in physikalische Elementarprozesse mit folgenden Abschnitten: - Elektrische Systeme - Mechanisch-translatorische Systeme - Mechanisch-rotatorische Systeme - Hydraulische Systeme - Pneumatische Systeme - Thermische Systeme Es stellt den Teil 2 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Lineare Systeme: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 3
3
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in lineare Systeme mit folgenden Abschnitten: - Beispiel 1: Elektrisches RC-System - Beispiel 2: Mechanisches Dämpfer-Masse-System - Beispiel 3: Elektrischer Serienschwingkreis - Beispiel 4: Hydraulisches System - Systemdifferentialgleichung - Linearisierung nichtlinearer Operationen Es stellt den Teil 3 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Simulation technischer Prozesse mit LabVIEW: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 6
6
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in die Simulation technischer Prozesse mit LabVIEW mit folgenden Abschnitten: - Regel- und Simulationsschleife - Simulation eines RC-Glieds - Solver - Einbettung in das Blockdiagramm von LabVIEW - Linearisierte Modelle aus der Regel- und Simulationsschleife Es stellt den Teil 6 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Numerische Grundlagen der Simulation: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 5
5
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in die numerischen Grundlagen der Simulation mit folgenden Abschnitten: - Numerisches Differenzieren - Numerisches Integrieren - Lösen einer linearen Differentialgleichung erster Ordnung - Lösen einer linearen Differentialgleichung zweiter Ordnung Es stellt den Teil 5 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Frequenzverhalten linearer Systeme: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 7
7
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in das Frequenzverhalten linearer Systeme mit folgenden Abschnitten: - Bode-Diagramm - Nyquist-Diagramm - Frequenzgangfunktion - Beispielrechnung: RC-Glied - Serienanordnung von Frequenzgängen Es stellt den Teil 7 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Lineare Basisübertragungsglieder: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 8
8
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in lineare Basisübertragungsglieder mit folgenden Abschnitten: - Simulationsmodell für die Beispiele - Typ P - Typ PT1 - Typ PT2 - Typ D - Typ I - Totzeitglied - Häufige Kombinationen von Basisübertragungsgliedern Es stellt den Teil 8 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- PID-Regler: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 10
10
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in PID-Regler mit folgenden Abschnitten: - P-Anteil - Regelung einer PT1-Strecke mit einem P-Regler - Regelung einer PT1Tt-Strecke mit einem P-Regler - Regelung einer IT1-Strecke mit einem P-Regler - Regelung einer IT1Tt-Strecke mit einem P-Regler - I-Anteil - Regelung einer PT1-Strecke mit einem I-Regler - Regelung einer PT1Tt-Strecke mit einem I-Regler - Regelung einer IT1-Strecke mit einem I-Regler - Regelung einer IT1Tt-Strecke mit einem I-Regler - PI-Regler - Regelung einer PT1Tt-Strecke mit einem PI-Regler - Regelung einer IT1Tt-Strecke mit einem PI-Regler - PID-Regler - Regelung einer PT1Tt-Strecke mit einem PID-Regler - Regelung einer IT1Tt-Strecke mit einem PID-Regler Es stellt den Teil 10 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Zweipunkt- und Dreipunktregler: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 9
9
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in Zweipunkt- und Dreipunktregler mit folgenden Abschnitten: - Der Regelkreis - Zweipunktregler - Zweipunktregler mit PT1Tt-Strecke - Zweipunktregler mit IT1Tt-Strecke - Dreipunktregler Es stellt den Teil 9 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Digitale Implementierung von Reglern: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 11
11
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in die digitale Implementierung von Reglern mit folgenden Abschnitten: - Regelalgorithmus - Digitalisierung und Abtastzeit - PID-Algorithmus - Stellungsalgorithmus - Geschwindigkeitsalgorithmus - PID-Implementierung in LabVIEW - Simulationen mit Regelkreis - Quasistetiger PWM-Ausgang - Strukturerweiterungen beim Regler Es stellt den Teil 11 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
- Stabilität und Parametrierung: Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, Teil 12
12
Das E-Book beinhaltet in kompakter Form eine kurze Einführung in die Stabilität und Parametrierung von Reglern mit folgenden Abschnitten: - Schwingbedingung - Instabile Regelkreise - Stabilitätskennzahlen - Praktische Einstellregeln - Einstellregeln nach Ziegler und Nichols Es stellt den Teil 12 des Kompendiums Simulation und Regelung technischer Prozesse dar. Das Kompendium ist als Grundlagenüberblick zwischen rein akademischer Theorie und ausschließlich gerätebezogener Anwendungspraxis angesiedelt. Es möchte auf effiziente Art das notwendige Basis-Know-how vermitteln, um Aufgabenstellungen zur physikalischen Modellierung und Simulation sowie zur Regelungstechnik auf einer fundierten Grundlage selbständig anzugehen. Es wendet sich einerseits an im Beruf stehende Ingenieure/innen, Techniker/innen und Naturwissenschaftler/innen, die mit der Analyse und Automatisierung technischer Prozesse zu tun haben, seien es z.B. Maschinen, Produktionen, mobile Systeme oder Verkehrssysteme. Andererseits an Studierende und Lehrende in technischen Bachelor- und Masterstudiengängen bzw. an Techniker- und Meisterschulen. Zu den Kompendiumsinhalten ist ein Multiple Choice-Test unter www.messtechnik-und-sensorik.org frei verfügbar. Wer diesen besteht, kann ein vom Autor Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher unterzeichnetes Fortbildungszertifikat gegen eine zusätzliche Gebühr erwerben.
Jörg Böttcher
Prof. Dr.-Ing. Jörg Böttcher hat eine Professur für Regelungstechnik und Elektrische Messtechnik an der Universität der Bundeswehr München inne. In das Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse, aus dem dieses E-Book als eigenständiger Teil entnommen wurde, bringt er seine langjährige didaktische Erfahrung wie auch sein Know-how aus einer intensiven industriellen Tätigkeit sowie vielen Jahren angewandter Forschung ein. Aktuell beschäftigt er sich mit der im Kompendium behandelten Thematik in vielen Projekten mit Studierenden und der Industrie sowie in einer einschlägigen Lehrveranstaltung. Parallel zu seiner Professur gründete er ein im Bereich der industriellen Mess- und Kommunikationstechnik aktives Ingenieurunternehmen, das er zehn Jahre lang als Geschäftsführer führte. Zuvor war er mehrere Jahre als Entwicklungsingenieur und Produktmanager in einem Unternehmen der Mess- und Automatisierungstechnik tätig. Professor Böttcher führt im Rahmen seiner Professur laufend industrielle Kooperationsvorhaben bevorzugt mit mittelständischen Unternehmen durch. Hierunter fallen technische Studien wie auch Forschungs- und Entwicklungsprojekte. Außerdem ist er Autor und Herausgeber zahlreicher Publikationen. Für weitere Informationen sei auf die Website des Autors www.prof-boettcher.de verwiesen.
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