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#40677 / #2

SS 2015 - SS 2015

Deutsch

Regelungstechnik A

12

Raisch, Jörg

benotet

Portfolioprüfung

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Energie und Automatisierungstechnik

34311800 FG Regelungssysteme (Control Systems)

Keine Angabe

Kontakt


EN 11

Keine Angabe

raisch@control.tu-berlin.de

Lernergebnisse

Absolventinnen und Absolventen dieses Moduls verfügen über Kenntnisse in grundlegenden Methoden der Regelungstechnik zur Modellierung und Analyse von Regelstrecken sowie der Synthese von Regelkreisen. Insbesondere wird ein fundierter Überblick über die Regelung von Mehrgrößensystemen erlangt. Neben der Vermittlung von methodischen Kenntnissen ist das Sammeln von praktischen Erfahrungen beim Lösen von Anwendungsbeispielen und im Umgang mit Softwaretools integraler Bestandteil des Moduls. Diese Fähigkeiten werden durch Laborpraktika und durch in die Lehrveranstaltungen integrierte Rechnerübungen erworben. Durch das Wahlfachangebot wird die Möglichkeit gegeben, spezialisierte Kenntnisse sowohl im Anwendungsbereich als auch im theoretisch methodischen Bereich zu erlangen.

Lehrinhalte

Theoretische Grundkenntnisse moderner Regelungsverfahren sowie deren praktische Anwendung auf Regelungs- und Automatisierungsprobleme stehen im Mittelpunkt. Im Pflichtbestandteil werden Analyse- und Entwurfsverfahren für Mehrgrößenregelkreise im Zeit - und Frequenzbereich behandelt. Es können zudem Lehrveranstaltungen in den Bereichen nichtlineare Regelsysteme, ereignisdiskrete Systeme, hybride Systeme und stochastische Systeme gewählt werden. Außerdem wird die Lehrveranstaltung Systemidentifikation und Regelung in der Medizin angeboten. Eine vollständige Liste der angebotenen Lehrveranstaltungen findet sich unten. Die erworbenen Fähigkeiten können in verschiedenen Praktika sowie dem Projektpraktikum Automatisierung in Teamarbeit erprobt werden.

Modulbestandteile

Wahlpflicht:

Aus den folgenden Veranstaltungen muss/müssen 6 Leistungspunkte abgeschlossen werden.

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
Ereignisdiskrete SystemeIV0430 L 023 SoSeKeine Angabe4
Entwurf und Regelung bionischer RoboterIV0430 L 094SoSeKeine Angabe2
Hybride SystemeIV0430 L 075 WiSeKeine Angabe4
Modeling and control of microgridsIV0430 L 096SoSeKeine Angabe2
Nichtlineare RegelsystemeIV0430 L 060WiSeKeine Angabe4
Praktikum RegelungssystemePR0430 L 093 WiSeKeine Angabe4
Projektpraktikum AutomatisierungPJ0430 L 032 WiSe/SoSeKeine Angabe4
Stochastic SystemsIV0430 L 095 WiSeKeine Angabe4
Systemidentifikation und Regelung in der MedizinIV0430 L 025 SoSeKeine Angabe4
Theory of Optimal ControlIV0430 L 034SoSeKeine Angabe2

Pflichtteil:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
MehrgrößenregelsystemeIV0430 L 052 SoSeKeine Angabe4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Ereignisdiskrete Systeme (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
Vorbereitung für Prüfungen15.04.0h60.0h
180.0h(~6 LP)

Entwurf und Regelung bionischer Roboter (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Hybride Systeme (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
Vorbereitung für Prüfungen15.04.0h60.0h
180.0h(~6 LP)

Modeling and control of microgrids (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Prüfungsvorbereitung15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.02.0h30.0h
90.0h(~3 LP)

Mehrgrößenregelsysteme (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
Vorbereitung für Prüfungen15.04.0h60.0h
180.0h(~6 LP)

Nichtlineare Regelsysteme (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
Vorbereitung für Prüfungen15.04.0h60.0h
180.0h(~6 LP)

Praktikum Regelungssysteme (PR):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor./Nachbereitung15.04.0h60.0h
Vorbereitung für Prüfungen15.04.0h60.0h
180.0h(~6 LP)

Projektpraktikum Automatisierung (PJ):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
Vorbereitung für Prüfungen15.04.0h60.0h
180.0h(~6 LP)

Stochastic Systems (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
Vorbereitung für Prüfungen15.04.0h60.0h
180.0h(~6 LP)

Systemidentifikation und Regelung in der Medizin (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
Vorbereitung für Prüfungen15.04.0h60.0h
180.0h(~6 LP)

Theory of Optimal Control (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 360.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 12 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Integrierte Veranstaltungen, Praktika und ein Projekt. Die Lehrveranstaltungen „Stochastic Systems“, "Theory of Optimal Control" und " Modeling and Control of Microgrids" finden in englischer Sprache statt.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Es werden Kenntnisse des Bachelor-Moduls „Regelungstechnik“ (kontinuierliche Standardregelkreise) oder äquivalente Vorkenntnisse vorausgesetzt.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

Keine Angabe

Sprache

Deutsch

Prüfungselemente

NamePunkte/GewichtKategorieDauer/Umfang
Mehrgrößenregelsysteme50Keine AngabeKeine Angabe
Prüfungselement aus Wahlpflichtveranstaltung(en)50Keine AngabeKeine Angabe

Notenschlüssel

Keine Angabe

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Die Portfolioprüfung dieses Modul setzt sich aus einem schriftlichen Test (37.5 Portfoliopunkte) sowie einer protokollierten praktischen Leistung (12.5 Portfoliopunkte) im Fach „Mehrgrößenregelsysteme" und den unten aufgelisteten Prüfungselementen aus dem (der) gewählten Wahlpflicht-Lehrveranstaltung(en) zusammen. Die Leistung der integrierten Lehrveranstaltung „Nichtlineare Regelsystem“ wird in Form von zwei protokollierten praktischen Leistungen (Computersimulationen) mit je 8 Portfoliopunkten und einem schriftlichen Test mit 34 Portfoliopunkten erbracht. Die Leistung der Veranstaltung „Hybride Systeme" wird in Form eines schriftlichen Tests (25 Portfoliopunkte) sowie zwei mündlicher Rücksprachen (je 12.5 Portfoliopunkte) erbracht. Die Leistung der Veranstaltung „Ereignisdiskrete Systeme" wird in Form von einem schriftlichen Test (37.5 Portfoliopunkte) sowie einer protokollierten praktischen Leistung (12.5 Portfoliopunkte) erbracht. Die Leistung der integrierten Lehrveranstaltung „Systemidentifikation und Regelung in der Medizin“ wird in Form von zwei protokollierten praktischen Leistungen (Computersimulationen) mit je 8 Portfoliopunkten und einer Rücksprache mit 34 Portfoliopunkten erbracht. Die Leistung der Veranstaltung „Stochastic Systems" wird in Form einer mündlichen Rücksprache erbracht, welche mit 50 Portfoliopunkten gewichtet wird. Die Leistung des Projektpraktikums „Automatisierung“ wird in Form einer protokollierten praktischen Leistung (40 Portfoliopunkte; selbständige Bearbeitung einer Problemstellung im Team), einer Präsentation (5 Portfoliopunkte) sowie einer Rücksprache (5 Portfoliopunkte) erbracht. Die Note der Leistung für das Praktikum „Regelungssysteme" setzt sich aus vier mündlichen Rücksprachen und vier protokollierten praktischen Leistungen zusammen, welche jeweils mit 6.25 Portfoliopunkten gewichtet werden. Die Leistung der Veranstaltung „Theory of Optimal Control" wird in Form einer mündlichen Rücksprache erbracht, welche mit 25 Portfoliopunkten gewichtet wird. Die Leistung der Veranstaltung „Entwurf und Regelung bionischer Roboter" wird in Form einer mündlichen Rücksprache erbracht, welche mit 25 Portfoliopunkten gewichtet wird. Die Leistung der Veranstaltung „Modeling and Control of Microgrids" wird in Form einer mündlichen Rücksprache erbracht, welche mit 25 Portfoliopunkten gewichtet wird. Die Gesamtnote gemäß § 47 (2) AllgStuPO wird nach dem Notenschlüssel 3 der Fakultät IV ermittelt.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
2 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Das Modul wird über QisPos angemeldet. Details zur Anmeldung zu den Praktika und den Prüfungsleistungen werden jeweils rechtzeitig im Internet (www.control.tu-berlin.de) und durch Aushang vor dem Sekr. EN 11 (Raum EN 237) bekannt gegeben.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
http://www.control.tu-berlin.de

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Masterstudiengang Elektrotechnik, Studienschwerpunkt Automatisierungstechnik Masterstudiengang Automotive Systems Masterstudiengang Technische Informatik (StO/PO 2012): • Studienschwerpunkt Automatisierungstechnik (Control Systems; Elektrotechnik oder Technische Informatik) • Studienschwerpunkt Kognitive Systeme (Cognitive Systems and Robotics; Informatik) Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwissenschaften (mit Ingenieurswissenschaft Elektrotechnik). Bei ausreichenden Kapazitäten auch als Wahlmodul in anderen Studiengängen wählbar.

Sonstiges

Falls bereits fundierte Kenntnisse auf dem Gebiet der Mehrgrößenregelsysteme vorliegen, kann die Pflichtlehrveranstaltung durch Veranstaltungen aus dem Wahlbereich ersetzt werden. Die Kenntnisse müssen vom Verantwortlichen für das Modul anerkannt werden. Die Teilnehmerzahlen bei Praktikum und Projektpraktikum sind begrenzt. Mehrgrößenregelsysteme: [1] Lunze, J.: Regelungstechnik 2: Mehrgrößensysteme, Digitale Regelung, Springer, 2008. [2] Raisch, J.: Mehrgrößenregelungen im Frequenzbereich, Oldenbourg, 1994, (online auf http://www.control.tu-berlin.de verfügbar). [3] Kailath, T.: Linear Systems, Prentice Hall, 1980. [4] Green, M.; Limebeer, D.: Linear Robust Control, Prentice Hall, 1994. [5] Anderson, B.; Moore, J.: Optimal Control: Linear Quadratic Methods, Prentice Hall, 1990. [6] Maciejowski, J.: Multivariable Feedback Design, Addison Wesley, 1989. [7] Bryson, A.; Ho Y.: Applied Optimal Control: Optimization, Estimation and Control, Taylor & Francis Inc, 1988. Nichtlineare Regelsysteme: [1] Glad, T., Ljung, L.: Control Theory: Multivariable and Nonlinear Methods, Taylor & Francis, 2000. [2] Marquez, H. J.: Nonlinear Control Systems, Analysis and Design, Wiley-Interscience, 2003. [3] Friedland, B.: Advanced Control System Design, Prentice Hall, 1996. [4] Khalil, H. K.: Nonlinear Systems, Prentice-Hall, 2002. [5] Isidori, A.: Nonlinear Control Systems, Springer, 1995. [6] Slotine, J.-J. E., Li, W.: Applied Nonlinear Control, Prentice Hall, 1991. [7] Maciejowski, J.: Predictive Control with Constraints, Prentice Hall, 2002 [8] Unbehauen, H.: Regelungstechnik II, Vieweg, 2000. Hybride Systeme: [1] Goebel, R., Sanfelice, R., Teel, A.: Hybrid Dynamical Systems, IEEE Control Systems Magazine, Vol. 29, 2, pp. 28-93, 2009. [2] Liberzon, D.: Switching in Systems and Control, Birkhäuser, 2003. [3] Lunze, J.: Lamnabhi-Lagarrigue, F.(eds.): Handbook of Hybrid Systems Control, 2009 Ereignisdiskrete Systeme: [1] Cassandras, C.G.; Lafortune, S.: Introduction to Discrete Event Systems, Springer, 2007. [2] Kiencke, U.: Ereignisdiskrete Systeme: Modellierung und Steuerung verteilter Systeme, Oldenbourg, 1997. [3] Murata, T.: Petri Nets: Properties, Analysis and Applications, Proceedings of the IEEE, Vol. 77, No. 4,1989. [4] Lunze, J.: Ereignisdiskrete Systeme, Oldenbourg, 2006. [5] Reisig, W.: Petri Nets: An Introduction, Springer, 1985. [6] Wonham, W.H.: Supervisory Control of Discrete-Event Systems, © W.H. Wonham, University of Toronto Systemidentifikation und Regelung in der Medizin: [1] Ikonen, E., Najim, K.: Advanced Process Identification and Control, Marcel Dekker, Inc., 2002. [2] Westerwick, D. T., Kearney, R. E.: Identification of Nonlinear Physiological Systems, Wiley Interscience, 2003. [3] Nelles, O.: Nonlinear System Identification, Springer, 2001. [4] Landau, I. D., Zito, G.: Digital Control Systems: Design, Identification and Implementation , Springer, 2006. [5] Aström, K., Wittenmark, A.: Computer-Controlled Systems: Theory und Design, Prentice Hall, 1997. [6] Ljung, L.: System Identification: Theory for the Users, Prentice Hall, 1999. [7] Maciejowski, J.: Predictive Control with Constraints, Prentice Hall, 2002. Stochastic Systems: [1] Grimmett, G., Stirzaker R.: Probability and Random Processes, Oxford University Press, 2003. [2] Durrett, R.: Probability, Theory and Examples, Duxbury Press, 1996. [3] Maybeck, P.: Stochastic Models, Estimation, and Control, Volume 1, Academic Press, Inc 2001 [4] Honerkamp, Stochastic Dynamical Systems, VCH, Weinheim, 1994 [5] Puterman, M. L.: Markov Decision Processes. Wiley, 1994. [6] Gardiner, C.: Stochastic Methods, A Handbook for the Natural and Social Sciences, Springer Verlag, Berlin, 2009 [7] Papoulis, A.; Pillai S.U.: Probability, Random Variables and Stochastic Processes, McGraw Hill, 2002 [8] Arnold, Ludwig: Random dynamical systems. (English) Springer Monographs in Mathematics, Berlin: Springer (1998). [9] Durrett, Richard: Stochastic calculus. A practical introduction. (English) Probability and Stochastics Series. Boca Raton, FL: CRC Press (1996). [10] Risken, H: The Fokker-Planck Equation. Methods of Solution and Applications. Springer Verlag, Berlin, 1989 Modeling and control of microgrids [1] Hatziargyriou, N., Asano, H., Iravani, R., & Marnay, C. "Microgrids". IEEE Power and Energy Magazine, 5(4), 78-94, 2007 [2] Guerrero, J. M., Loh, P. C., Chandorkar, M., & Lee, T. L. "Advanced Control Architectures for Intelligent Microgrids—Part I: Decentralized and Hierarchical Control", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 60, No. 4, 2013 [3] Rocabert, J., Luna, A., Blaabjerg, F., & Rodriguez, P. "Control of power converters in AC microgrids". IEEE Transactions on Power Electronics, 27(11), 4734-4749, 2012 [4] Zhong, Q.; Hornik, T. "Control of Power Inverters in Renewable Energy and Smart Grid Integration", Wiley-IEEE Press, 201