Lineare Basisübertragungsglieder E-Book

Jörg Böttcher

• Herausgeber: Books on Demand
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Serie: Das Kompendium Simulation und Regelung technischer Prozesse in Einzelkapiteln
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2023

Seitenzahl: 26

Beschreibung

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.

Leseprobe

Inhalt

Vorwort

Lineare Basisübertragungsglieder

Simulationsmodell für die Beispiele

Typ P

Typ PT1

Typ PT2

Typ D

Typ I

Totzeitglied

Häufige Kombinationen von Basisübertragungsgliedern

Abkürzungen aus der Simulation und Regelung technischer Prozesse

So geht es weiter

Multiple Choice-Test und Fortbildungszertifikat

Impressum

Vorwort

Das vorliegende Kompendium, dessen achtes Kapitel in Form dieses E-Books ausgekoppelt wurde, behandelt zwei aufeinander aufbauende Teilgebiete, wie sie bei der Entwicklung technischer Systeme oftmals zur Anwendung kommen: Zum einen die Nachbildung der beteiligten technischen Prozesse durch Simulation. Zum anderen die Entwicklung von Regelungssystemen für darin befindliche Prozessgrößen. Die wichtigsten Grundlagen hierzu werden aus anwendungsorientierter Sicht betrachtet. Das Kompendium ist insofern sehr gut für das Selbststudium geeignet. Zusätzlich wird dem/der Leser/-in auf www.messtechnik-und-sensorik.org ein aus Multiple Choice-Fragen bestehender, frei zugänglicher Online-Test angeboten, bei dessen Bestehen er/sie sich ein von mir unterzeichnetes persönliches Fortbildungszertifikat zusenden lassen kann.

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.

Alle Simulationsbeispiele und exemplarischen Reglerimplementierungen wurden mit LabVIEW durchgeführt, einem in der Mess- und Automatisierungstechnik weit eingeführten Tool. Es kann sowohl für technisch orientierte Programmierungen eingesetzt werden als auch für Simulationen. Die Ausführungen erfordern jedoch keinerlei Vorkenntnisse in LabVIEW. Auch sind die vermittelten Fachinhalte allgemein gültig.

Das Kompendium 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, die mit diesbezüglichen Fragestellungen in Lehrveranstaltungen oder studentischen Arbeiten (Abschlussarbeiten, Praktika, Studienarbeiten) befasst sind. Gleichermaßen sind diejenigen adressiert, die in weiterführende technische Ausbildungen involviert sind z.B. an Techniker- und Meisterschulen.

Das vorliegende Werk setzt die beiden erfolgreich eingeführten Fachbücher „Kompendium Messdatenerfassung und -auswertung“ sowie „Kompendium Messtechnik und Sensorik“ des Autors aus demselben Verlag fort.

Der Autor hat eine Professur für Regelungstechnik und Elektrische Messtechnik an der Universität der Bundeswehr München (www.unibw.de/regelungs-und-messtechnik). Mit der in diesem Kompendium behandelten Thematik beschäftigt er sich außer in einer einschlägigen Lehrveranstaltung in vielen Projekten mit Studierenden. Parallel dazu führt er laufend industrielle Kooperationsvorhaben bevorzugt mit mittelständischen Unternehmen durch.

Ich wünsche allen Leserinnen und Lesern viel Freude bei der Lektüre.

München/Neubiberg, im Februar 2023

Jörg Böttcher

Lineare Basisübertragungsglieder

In den bisherigen Kapiteln hatten wir die simulativen wie auch mathematischen Grundlagen besprochen, mit denen wir technische Prozesse analysieren können. Einige elementare Übertragungsfunktionalitäten kommen dabei immer wieder vor, sei es in Form von Teilprozessen oder mitunter auch den Gesamtprozess charakterisierend. Wir wollen die wichtigsten derartigen, allesamt auch linearen Basisübertragungsglieder in diesem Kapitel betrachten.

Wir werden dies bei jedem Übertragungsglied in gleicher Struktur durchführen: Einer Darstellung des funktionalen Zusammenhangs zwischen Eingangs- und Ausgangssignal i.d.R. in Form einer linearen Differentialgleichung folgt deren Äquivalent im Spektralbereich, die auf der Laplace-Transformation basierende Systemübertragungsfunktion. Weiterhin geben wir die Systemantwort auf das typische Testsignal im Zeitbereich, die Sprungfunktion, an und betrachten abschließend das Frequenzverhalten.