Effizienter Reglerentwurf mit Simulink

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White-Box-Modellbildung

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

• Überblick über die Konzepte zur Modellbeschreibung
• Simulink-Blockdiagramme
• Modellierung mit Übertragungsfunktionen
• Physikalische Modellierung mit Simscape

Parameterschätzung

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

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

Einführung in die PID-Regelung

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

• Steuerung offener Regelkreise
• Regelung geschlossener Regelkreise
• Entwurfsprozess eines PID-Reglers
• Integrale Regelung

Optimieren des Regelkreisverhaltens

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

• Optimieren des Modellverhaltens
• Durchführen von Sensitivitätsanalysen
• Optimieren mit Parameterunsicherheiten
• Validierung der Entwurfsrobustheit mithilfe der Sensitivitätsanalyse

Linearisieren und Analysieren von Modellen

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

• Arbeitsschritte einer Linearisierung
• Definieren der Arbeitspunkte
• Frequenzbereich und Bode-Diagramm
• Vergleich zwischen linearisierten und nichtlinearen Modellen

Tag 2 von 2

Klassische Entwurfsmethoden für Regler

Ziel: Abstimmen von Reglern mit klassischen Entwurfstechniken mithilfe des Control System Designer

• Control System Designer
• Abstimmen des Frequenzbereichs 
• Grafische Abstimmung 
• Testen des Reglers

Gain-Scheduling in Simulink

Ziel: Abstimmen von Reglern an verschiedenen Arbeitspunkten, um einen Gain-Schedule zu erstellen und umzusetzen.

• Überblick über Gain-Scheduling
• Gain Scheduling mittels des Gain-Scheduled-PID-Autotuner-Blocks
• Speichern von scheduled gains
• Implementieren eines gain-scheduled-PID-Reglers

Systemidentifikation

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

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

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