Hochschule Düsseldorf
University of Applied Sciences
Fachbereich Elektro- & Informationstechnik
Faculty of Electrical Engineering & Information Technology

Lehre

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​​​​​​​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

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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.


 


​Einführung in die Automatisierungstechnik


 

Diese Veranstaltung vermittelt Studierenden des Wirtschaftsingenieurwesens die Grundlagen automatisierungstechnischer Lösungen. Hierzu werden zunächst Ziele, Aufgaben, Strukturen und Ausprägungen der Automatisierungstechnik eingeführt. Der erste Teil der Veranstaltung widmet sich der Automatisierung kontinuierlicher Prozesse. Die Studierenden erlernen Methoden zur Beschreibung und Analyse von LTI-Systemen im Zeit- und Bildbereich. Darüber hinaus werden der Regelungsentwurf mit Hilfe von Einstellregeln sowie Verfahren zur Stabilitätsanalyse geschlossener Regelkreise vermittelt. Der zweite Teil der Veranstaltung befasst sich mit der Automatisierung ereignisdiskreter Prozesse. Hierzu werden ebenfalls Methoden zur Beschreibung und Analyse sowie Verfahren zum systematischen Steuerungsentwurf für ereignisdiskrete Systeme eingeführt. Ergänzt wird dies durch eine Einführung in Speicherprogrammierbare Steuerungen sowie deren Programmierung mit den Sprachen der IEC 61131-3. Zum Abschluss der Veranstaltung werden die Studierenden mit den Grundlagen der Prozessleittechnik sowie der Robotik vertraut gemacht.​

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, Automatisierungssysteme und -strukturen zu verstehen, zu modifizieren, sowie einfache regelungs- und steuerungstechnische Aufgaben zu lösen und in einem digitalen Umfeld zu testen.

Im begleitenden Labor wird das vermittelte Wissen anhand einfacher automatisierungstechnischer Laborversuche vertieft und einfache Automatisierungslösungen mit Hilfe von Speicherprogrammierbaren Steuerungen umgesetzt.


 


Digitale Regelungstechnik (Master)


 

Im Rahmer der Veranstaltung Digitale 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 Syntheseverfahren für zeitdiskrete Regler vorgestellt (empirische Einstellregeln, Kompensationsregler, Deadbeat-Regelung). Darüber hinaus werden die zu Beginn der Veranstaltung eingeführten Regelungsverfahren im Zustandsraum auf zeitdiskrete Systeme übertragen. Den Abschluss der Veranstaltung bildet eine Einführung in die Modellprädiktive Regelung.

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.​


 


 


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