Schulungen zu MATLAB und Simulink

Kursbeschreibung

In diesem Kurs beschleunigen Sie den Entwurfsprozess für geschlossene Regelkreise mithilfe von MATLAB® und Simulink®. Dabei identifizieren Sie unbekannte Regelstrecken mit System Identification Toolbox™. Sie modellieren Regelkreise und entwerfen Regler mit Control System Toolbox™, Simulink Control Design™ und Simulink Design Optimization™. Abschließend bereiten Sie die Regler für die Codegenerierung vor, indem Sie unter anderem mit Fixed-Point Designer™ Fließkommadatentypen in Festkommadatentypen umwandeln.

Themen sind unter anderem:

  • Entwurfsprozess von Regelungssystemen
  • Systemmodellierung
  • Systemanalyse
  • Entwerfen von Reglern
  • Implementieren von Reglern auf realen Systemen

Tag 1 von 2


Überblick über den Entwurfsprozess von Regelungssystemen

Ziel: Analysieren und parametrieren eines geschlossenen Regelkreises mit MATLAB und Simulink anhand eines einführenden Beispiels. Die einzelnen Schritte in diesem Entwurfsprozess werden in den folgenden Kapiteln vertieft.

  • Definieren eines Workflows für den Regelungsentwurf
  • Linearisieren eines Modells
  • Analyse des Systemverhaltens
  • Festlegen der Regleranforderungen
  • Abstimmen von Reglern
  • Testen von Reglern

Modellierung von Systemen

Ziel: Verwenden verschiedener Konzepte, um Systeme zu modellieren. Einblick in die Vor- und Nachteile der einzelnen Konzepte.

  • Überblick über die Konzepte zur Modellbeschreibung
  • LTI-Objekte
  • Simulink-Modelle

Parameterschätzung

Ziel: Verwenden gemessener Daten zum Schätzen der Parameterwerte eines Simulink-Modells.

  • Überblick über die Parameterschätzung
  • Modellvorbereitung
  • Schätzungsprozess
  • Tipps zur Parameterschätzung

Systemidentifikation

Ziel: Dynamische Modelle für Regelstrecken basierend auf gemessenen Ein- und Ausgangsdaten ermitteln.

  • Überblick über die Systemidentifikation
  • Importieren und Vorverarbeitung von Daten
  • Modellschätzung
  • Modellvalidierung

Systemanalyse

Ziel: Analysieren von Systemverhalten im Zeit- und Frequenzbereich, um auf die benötigte Reglerstruktur zu schließen. Übersicht über die verschiedenen Analysewerkzeuge und -funktionen, mit denen das Systemverhalten untersucht werden kann, z. B. Systemresonanzen, Einschwingverhalten usw.

  • Systemanalysefunktionen
  • Linear System Analyzer
  • DC-Motor-Analyse
  • Automatisierung von Analyseaufgaben
  • Analyse offener Regelkreise

Tag 2 von 2


Linearisierung

Ziel: Linearisieren eines Simulink-Modells und Validieren des linearisierten Modells durch simulationsbasierte Erfassung des Frequenzgangs.

  • Arbeitsschritte einer Linearisierung
  • Definieren der Arbeitspunkte
  • Linearisierungsfunktionen
  • Schätzung des Frequenzgangs

PID-Regelung in Simulink

Ziel: Modellieren und Abstimmen von PID-Reglern in Simulink.

  • Entwurfsprozess eines PID-Reglers
  • Modellaufbau
  • PID-Reglerblock
  • Automatische Abstimmung
  • Zusätzliche PID-Eigenschaften

Klassische Entwurfsmethoden für Regler

Ziel: Entwickeln von Systemreglern mittels klassischer Entwurfstechniken. Es werden übliche Regelungstechniken, wie z. B. PID- und Lead/Lag-Regler, behandelt.

  • Abstimmung von Reglern im offenen Regelkreis
  • Analyse geschlossener Regelkreise
  • PID-Regelung
  • Lead/Lag-Regelung

Optimieren des Regelkreisverhaltens

Ziel: Abstimmen von Modellparametern mittels Optimierungstechniken, basierend auf Entwurfsanforderungen und Parameterunsicherheiten.

  • Optimieren des Modellverhaltens
  • Durchführen von Sensitivitätsanalysen
  • Optimieren mit Parameterunsicherheiten

Implementieren von Reglern

Ziel: Vorbereiten des modellierten Reglers für die Implementierung auf einem realen System.

  • Bestimmen der physikalischen und praktischen Beschränkungen von Reglern
  • Diskretisieren eines Reglers
  • Vorbereiten eines Reglers für die Codegenerierung
  • Umwandeln in Festkomma-Datentypen

Stufe: Aufbaukurse

Voraussetzungen:

Dauer: 2 Tage

Sprachen: Deutsch, English, 日本語

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