Regelungstechnik
Im Rahmen der Veranstaltung Regelungstechnik werden die Grundlagen der linearen Regelungstheorie vermittelt. Im ersten Teil der Veranstaltung werden die Studierenden mit Methoden und Hilfsmitteln zur Beschreibung und Analyse von LTI-Systemen im Zeit- und Bildbereich vertraut gemacht. Typische lineare Regelstrecken- und Reglertypen werden vorgestellt. Darauf aufbauend lernen die Studierenden im zweiten Teil der Veranstaltung einschleifige Regelkreise auszulegen. Dies umfasst die Auswahl der geeigneten Regelungsstruktur, die Anwendung klassischer Einstellverfahren im Zeit- und Bildbereich, die Stabilitätsanalyse von Regelkreisen sowie die numerische Optimierung von Reglerparametern.
Nach erfolgreichem Abschluss der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage, steuer- und regelungstechnische Probleme eigenständig zu lösen. Sie sind befähigt, Prozesse zu analysieren, Regelziele zu definieren, geeignete Steuerungen / Regeleinrichtungen auszuwählen, Stabilitätskriterien anzuwenden und Einstellparameter festzulegen.
Im begleitenden Labor lernen die Studierenden die Inhalte der Vorlesung zweckmäßig anzuwenden wobei insbesondere die Themengebiete Analyse von LTI-Systemen und die Auswahl und Optimierung von Reglern anwendungsorientiert behandelt werden.
SPS-Technik
Im Rahmen der Veranstaltung SPS-Technik erlernen die Studierenden die Grundlagen der Steuerungstheorie sowie der Realisierung von Automatisierungslösungen auf Speicherprogrammierungen Steuerungen. Hierzu werden zunächst Methoden zur Beschreibung und Modellierung ereignisdiskreter Systeme mit Fokus auf Deterministischen Automaten eingeführt. Darauf aufbauend werden Methoden und Werkzeuge zum systematischen Entwurf von ereignisdiskreten Steuerungslogiken vermittelt. Im zweiten Teil der Veranstaltung werden die Programmiersprachen der IEC 61131-3 mit Schwerpunkt Funktionsbausteinsprache (FBS), Strukturierter Text (ST) und Ablaufsprache (AS) eingeführt. Der Umgang, die Konfiguration und die Programmierung von Speicherprogrammierbaren Steuerungen wird im begleitenden Labor anhand verschiedener exemplarischer Steuerungsaufgaben anwendungsorientiert vertieft.
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, produktionstechnische Systeme und Anlagen der Prozessindustrie wie auch der Fertigungsindustrie zu analysieren, einfache Steuerungen zu entwerfen und diese in Speicherprogrammierbaren Steuerungen umzusetzen.
Höhere Regelungstechnik (Master)
Im Rahmen der Veranstaltung Höhere Regelungstechnik werden aufbauend auf der Grundlagen-Vorlesung im Bachelor-Studium höhere Regelungsverfahren für zeitkontinuierliche sowie zeitdiskrete Regelkreise behandelt. Hierzu erfolgt zunächst eine Einführung in den Zustandsraum als Beschreibungsmittel für kontinuierliche Systeme. Darauf aufbauend wird der Regelungsentwurf im Zustandsraum mit Hilfe des Verfahrens der Polvorgabe sowie die Optimale Regelung vermittelt. Der zweite Teil der Veranstaltung widmet sich der Beschreibung und Auslegung zeitdiskreter Regelkreise. Nach einer grundsätzlichen Einführung in abgetastete Signale und Systeme erlernen die Studierenden zunächst Methoden zur Beschreibung zeitdiskreter LTI-Systeme im Zeit- und Bildbereich durch Differenzengleichungen, Z-Übertragungsfunktionen und die diskrete Zustandsraumdarstellung. Darauf aufbauend wird der Entwurf quasikontinuierlicher Regelungen vermittelt sowie die Modellprädiktive Regelung als Syntheseverfahren für zeitdiskrete Regler vorgestellt. Darüber hinaus werden die zu Beginn der Veranstaltung eingeführten Regelungsverfahren im Zustandsraum auf zeitdiskrete Systeme übertragen.
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage zeitdiskrete Systeme eigenständig zu beschreiben, zu analysieren, geeignete Regelstrukturen zu definieren, Stabilitätskriterien anzuwenden und Regler geeignet zu parametrieren. Darüber hinaus sind sie in der Lage sowohl kontinuierliche als auch abgetastete Systeme im Zustandsraum zu beschreiben und einen Regelungsentwurf im Zustandsraum eigenständig durchzuführen.
Technische Mechanik (Master)
Im Rahmen der Veranstaltung Technische Mechanik werden die Grundlagen der Statik und Dynamik mit speziellem Fokus auf relevante Gebiete für Studierende der Elektrotechnik vermittelt. Zunächst erfolgt eine Einführung in die Begrifflichkeiten der Technischen Mechanik. Darauf aufbauend werden zentrale und allgemeine Kräftegruppen sowie die Gleichgewichtsbedingungen starrer Körper behandelt. Es folgt die Behandlung verschiedener idealisierter Lagertypen sowie der darauf basierenden Analyse von Freiheitsgraden und statischer Bestimmtheit von Starrkörpergruppen. Im Anschluss wird die Technik des Freischnitts und die Methodik zur Berechnung von Lagerreaktionen statisch bestimmt gelagerter Körper besprochen. Auf Basis dieser fundamentalen Grundlagen der Statik werden im Folgenden statisch bestimmte ebene Fachwerke sowie Seile mit verschiedenen Belastungsszenarien vertieft behandelt. Dies schließt den Bereich der Starrkörperstatik ab und es folgt eine kurze Einführung in die Elastostatik und Festigkeitslehre mit einer vertieften Behandlung der Analyse statisch unbestimmter ebener Fachwerke. Anschließend werden die Grundlagen der Kinematik und Kinetik starrer Körper vermittelt und hier insbesondere rotatorische Bewegungen fokussiert. Zum Abschluss der Veranstaltung wird kurz in den Bereich der Schwingungslehre eingeführt, wobei insbesondere Schwingungserregung durch Unwuchten und Seilschwingungen im Fokus stehen.
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, in der Elektrotechnik häufig vorkommende mechanische Problemstellungen eigenständig zu analysieren und zu lösen.
