Kirjahaku

Aus den wichtigsten Gebieten der Regelungstechnik wurden 457 Aufgaben zusammengefasst (rund 50 mehr als in der ersten Auflage), wie sie bei Prüfungen oder bei Rechenübungen gestellt werden können. An jede Angabe schließt sich die genaue Durchrechnung analytisch, numerisch und computeralgebraisch in MATLAB und anderen Simulationssprachen, häufig mit Diskussion und Lösungsgraphik an. Die Beispiele betreffen den Entwurf von Regelkreisen, Stabilitätsuntersuchungen, Zustandsraum, Abtastregelungen, Optimierung, Robustheit, stochastische und lineare Systeme; aber auch einzelne komplexere Gebiete werden angesprochen. Neu sind in der zweiten Auflage die Kapitel 15 und 16 die auf fachübergreifende und komplexere Aufgabenstellungen sowie numerische und symbolische Computerunterstützung eingehen.

In Erganzung zu den Banden 1 und 2 dient dieser dritte Band zur Vertiefung des Verstandnisses und besseren Beherrschung des Stoffes und schliesst das Werk ab. An vielen konkreten industriellen Aufgabenstellungen werden jeweils mehrere regelungstechnische Methoden fachubergreifend angewandt und die rechnerische Loesung dargelegt. Dabei wurde auf hinreichende Komplexitat und Industrienahe geachtet, ohne die Nachvollziehbarkeit und UEberblickbarkeit zu beeintrachtigen und einen grossen Aufwand an Simulation oder Rechenhilfsmitteln noetig zu machen. Auf Fragen, die sich bei der industriellen Berechnung ergeben (z. B. Numerik, Programme, Simulation, Mikrorechnereinsatz, Wertung und Vergleich der angewandten Methoden), wird eingegangen. Im einzelnen sind Entwurfsfragen bei Ein-, Mehrgroessen- und verteilten Regelungen, Zustandsreglern mit Integratoren und Beobachtbarkeitsproblemen in kontinuierlicher wie diskreter Zeit behandelt, ebenso verschiedene umfangreiche Optimierungsprobleme unter technischen Auflagen. Der Identifikation, dem Entwurf auf stochastischer Grundlage einschliesslich Kalman-Filter wird in mehreren Verfahren Raum gewidmet. Nichtlineare, spezielle robuste und intensive Regelungen sowie die Ordnungsreduktion schliessen den Kreis der Anwendungsfalle.

"Uncertain Models and Robust Control".

Computerunterstützung zur Lösung technischer Aufgabenstellungen ist in den letzten Jahrzehnten selbstverständlich geworden, sowohl in numerischer als auch in symbolischer (algebraischer) Form. Die hochentwickelten Programmpakete bieten einen sehr hohen Arbeits- und Betriebskomfort bei der genauen Durchrechnung, Diskussion und Lösung verschiedenster Angaben. Die computerunterstützte Regelungstechnik bedeutet eine wesentliche Entlastung für Ingenieure und Studenten, verlangt aber gleichzeitig ein entsprechendes Problembewußtsein und die Kenntnis mancher Tücken. Dieses kompakt konzipierte und prägnant formulierte Lehrbuch zeigt, wie mit entsprechenden Softwarepaketen – MATLAB, SIMULINK, MAPLE oder MATHEMATICA – einfache bis sehr komplexe regelungstechnische Aufgabenstellungen bewältigt werden können.

Industrielle Aufgaben und Anwendungen der Regelungstechnik erfordern die Kenntnis zumeist vieler system theoretischer Grundlagen. Von der Projektierung und vom Entwurf bis zur Inbetriebnahme, Wartung und laufenden Prozessanpassung wird eine ganze Palette von Methoden benoetigt: Abtastung, Zustandsraum, Optimierung, Stochastik, Nichtlinea- ritaten, Stabilitat usw. samt vielen gegenseitigen Verflechtungen. Durch diesen Bedarf und durch die Haufigkeit der praktisch-industriellen Anwendung der regelungstechnischen Me- thoden ist die Zielsetzung des Buches auch in der zweiten Auflage vorgegeben. In der Art der Prasentation wird wie bisher der physikalischen Einsicht und den technisch-innovativen Moeglichkeiten der Vorrang gegenuber rein mathematischen Frage- stellungen und blossen theoretischen UEberlegungen eingeraumt. Den Wunschen des industriell tatigen Regelungstechnikers nach anschaulichen, inge- nieurmassig und praktisch handhab baren Ansatzen sowie nach anwendungsnahen Methoden wird unverandert nachgekommen. Zum eingeschlagenen didaktischen Weg: Fur prinzipielle Fragestellungen, grundlegende ingenieurmassige Probleme und Definitionen ist eine umfassende Darstellungsform gewahlt worden. Sobald Ansatze und Definitionen klar vorliegen, werden die Herleitungen eher konzentriert und von selbstverstandlichen Zwischenrechnungen entlastet angeboten. Ver- einzelt werden Ergebnisse, wenn sie in der Spezialliteratur rasch aufzufinden sind, auch nur vorgestellt, dafur aber ihre Anwendung bevorzugt diskutiert. Je nach Eingangsvoraussetzung und Zielformulierung der Anwendungsfalle sind die Her- leitungen auch haufig abzuwandeln oder zu erweitern. Auch fur den Lernenden wird ein optimales und nachhaltiges Lernergebnis nicht mit dem Lesen allein erreicht, sondern mo- torisch mit eigenem Ableiten, Entwerfen und selbstandigem Variieren.

Im ersten Band werden regelungstechnische Methoden ausführlich behandelt, die häufig zur industriellen Anwendung kommen. Auf die enge Verflechtung von theoretisch-analytischen Verfahren mit synthetischen Methoden und auf die Erfordernisse der technisch-praktischen Realisierung wird großer Wert gelegt. Den Methoden des technischen Entwurfs (zur Erreichung einer bestimmten dynamischen Qualität von Regelungen) wird breiter Raum gewidmet. Zur Regler- und Stellgliedbemessung werden die gängigen Verfahren herangezogen, solche mit schneller Elektronik, Digitaltechnik und Mikroprozessoren jedoch betont. Stets wird der anschauliche, technisch physikalische Hintergrund gewahrt. Für lineare und linearisierte Systeme vermittelt das Buch alle regelungstechnischen Fundamentalmethoden.

Control systems particularly designed to manage uncertainties are called robust control system. Choosing appropriate design methods, the influence of uncertainties on the closed-loop behaviour can be reduced to a large extent. Most of the important areas of robust control are covered. The aim of the book is to provide an introduction to the theory and methods of robust control system design, to present a coherent body of knowledge, to clarify and unify presentation of significant derivations and proofs. The book contains a thorough treatment of important material of uncertainties and robust control which is scattered throughout the literature.

In Erganzung zu den Banden 1 und 2 dient dieser dritte Band zur Vertiefung des Verstandnisses und besseren Beherrschung des Stoffes und schliesst das Werk ab. An vielen konkreten industriellen Aufgabenstellungen werden jeweils mehrere regelungstechnische Methoden fachubergreifend angewandt und die rechnerische Loesung dargelegt. Dabei wurde auf hinreichende Komplexitat und Industrienahe geachtet, ohne die Nachvollziehbarkeit und UEberblickbarkeit zu beeintrachtigen und einen grossen Aufwand an Simulation oder Rechenhilfsmitteln noetig zu machen. Auf Fragen, die sich bei der industriellen Berechnung ergeben (z. B. Numerik, Programme, Simulation, Mikrorechnereinsatz, Wertung und Vergleich der angewandten Methoden), wird eingegangen. Im einzelnen sind Entwurfsfragen bei Ein-, Mehrgroessen- und verteilten Regelungen, Zustandsreglern mit Integratoren und Beobachtbarkeitsproblemen in kontinuierlicher wie diskreter Zeit behandelt, ebenso verschiedene umfangreiche Optimierungsprobleme unter technischen Auflagen. Der Identifikation, dem Entwurf auf stochastischer Grundlage einschliesslich Kalman-Filter wird in mehreren Verfahren Raum gewidmet. Nichtlineare, spezielle robuste und intensive Regelungen sowie die Ordnungsreduktion schliessen den Kreis der Anwendungsfalle.