Regelung nichtlinearer Systeme (RNS)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Control of Nonlinear Systems)
(Prüfungsordnungsmodul: Regelung nichtlinearer Systeme)

Lehrveranstaltungen:

• • Regelung nichtlinearer Systeme
    (Vorlesung, 3 SWS, Knut Graichen, Di, 10:15 - 11:45, 04.023; Do, 12:15 - 13:45, 04.023; Montags wöchentlich; freitags 14-tägig im Wechsel mit Übung/ Die Vorlesung findet zunächst in digitaler Form statt, weitere Informationen werden zu gegebener Zeit auf StudOn bereitgestellt. Interessierte Teilnehmer melden sich bitte über StudOn an und schauen dort zumindest wöchentlich zum genannten Termin nach.)
  • Übungen zu Regelung nichtlinearer Systeme
    (Übung, 1 SWS, Markus Lukassek, 14-tägig im Wechsel mit Vorlesung/ Die Übung findet zunächst in digitaler Form statt, weitere Informationen finden sich auf StudOn.)

Empfohlene Voraussetzungen:

• Grundlegende Kenntnisse zu Modellbildung, Analyse und Entwurf linearer Eingrößensysteme im Zustandsraum, wie sie z.B. das Modul "Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden)" vermittelt

Inhalt:

Es wird sich mit nichtlinearen dynamischen Systemen in Zustandsraumdarstellung beschäftigt, wie sie in der regelungstechnischen Praxis häufig vorkommen. Dabei sollen auf Basis grundlegender struktureller Systemeigenschaften geeignete Reglerentwurfsverfahren abgeleitet werden und deren Berechnung bzw. Umsetzung mit Hilfe von Computer-Algebra-Software demonstriert.
Inhaltsübersicht:

• Beispiele für nichtlineare physikalische Systeme und nichtlineare Effekte

• Besonderheiten und Phänomene nichtlinearer Systeme

• Einführung in Computer-Algebra-Software

• Analyse von nichtlinearen Systemen

• Stabilität nichtlinearer Systeme (Lyapunov-Stabilität)

• Lyapunov-basierter Reglerentwurf (Backstepping)

• Steuerbarkeit und Erreichbarkeit nichtlinearer Systeme

• Zustandsreglerentwurf durch exakte Linearisierung

• Begriff der differenziellen Flachheit

• Flachheitsbasierte Steuerung und Regelung nichtlinearer Systeme
  

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden können

• nichtlineare Systeme im Zeitbereich beschreiben und analysieren (z.B. hinsichtlich Stabilität und Steuerbarkeit/Erreichbarkeit),

• das Ein-/ Ausgangsverhalten nichtlinearer Systeme bestimmen,

• nichtlineare Zustandsrückführungen zur exakten Linearisierung des Ein-/ Ausgangs- und des Zustandsverhaltens entwerfen,

• das Konzept der differentiellen Flachheit für nichtlineare Systeme zum Steuerungs- und Regelungsentwurf anwenden,

• nichtlineare Mehrgrößensysteme durch dynamische und quasi-statische nichtlineare Zustandsrückführung exakt linearisieren,

• Computer-Algebra-Programme für die Analyse und den Reglerentwurf nichtlinearer Systeme einsetzen.
  

Literatur:

• H.K. Khalil. Nonlinear Systems, Prentice Hall, 2002

• S. Sastry. Nonlinear Systems, Springer, 1999

• A. Isidori. Nonlinear Control Systems, Springer, 3. Auflage, 1995

• J. Adamy. Nichtlineare Regelungen, Springer, 2009

• J.-J. Slotine, W. Li. Applied Nonlinear Control, Prentice Hall, 1991

• M. Vidyasagar. Nonlinear Systems Analysis, Prentice Hall, 2. Auflage, 1993

• M. Krstic, I. Kanellakopoulos, P. Kokotovic. Nonlinear and Adaptive Control Design, John Wiley & Sons, 1995
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Regelung nichtlinearer Systeme)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Regelung nichtlinearer Systeme (Prüfungsnummer: 36801)

(englischer Titel: Control of Nonlinear Systems)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022

1. Prüfer:

Knut Graichen

Termin: 28.09.2021, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 01.04.2022, 08:00 Uhr, Ort: H 9 TechF
Termin: 26.09.2022
Termin: 26.09.2022