Die Grundlagen der klassischen Regelung werden in diesem Werk durch moderne Methoden erweitert. Besondere Aufmerksamkeit erhalten innovative Ansätze wie der Antisystem-Approach (ASA) und das Bus-Konzept. Zudem werden fortschrittliche Verfahren wie die Drei-Bode-Plots (DBV) und Bode-Aided-Design (BAD) behandelt. Das Buch bietet auch Einblicke in Surf-Feedback Control (SFC) und Data Stream Management (DSM), wodurch es eine umfassende Ressource für Studierende und Fachleute im Bereich Regelungstechnik darstellt.
Introduction to Feedback Control Theory with Data Stream Managers
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Focusing on the evolution of control theory, this book introduces a modern approach by replacing traditional block diagrams with networks and signals with data, aligning with Industry 4.0 standards. It integrates closed-loop control with contemporary automation elements such as bus communication and process logic, incorporating innovative data stream managers (DSM). The text systematically covers control theory, complemented by examples, exercises with solutions, and MATLAB® simulations, providing a comprehensive resource for understanding modern control systems.
Ein universelles Stabilitätskriterium für stabile und instabile Regelstrecken
Leonhard im Jahre 1940 vorgeschlagene Stabilitatskriterium, bekannt als Zweiortskurvenverfahren, ist im Buch durch Einsatz eines gespiegelten negativ inversen Reglers zu einem neuen Verfahren (DBV) uberarbeitet und in einem Bode-Diagramm mit drei getrennten Amplituden- und Phasengangen angewendet.
Ein Lehrbuch zu neuen Konzepten der Regelungstechnik Bus-Approach und Antisystem-Approach (ASA), die bereits bei mehreren Projekten implementiert wurden. Die seit Jahrzehnten etablierten Wirkungspläne von Regelkreisen sind im Buch durch bus-ähnliche Netzwerke ersetzt. Prinzipiell neue regelungstechnische Bausteine, wie ASA-Regler und so genannte Data Stream Manager (DSM), werden entwickelt. Es sind verschiedene DSM-Typen beschrieben und an Beispielen verdeutlicht (Router, Tuner, Koordinator usw.). Die theoretischen Grundlagen sind im Buch mit Übungsaufgaben und MATLAB®-Simulationen begleitet. Bei der Gestaltung von Lösungswegen sind auch die Bedürfnisse von dualen und berufsintegrierten Bachelor- und Master-Studiengängen berücksichtigt. Der Inhalt Klassische Regelungstechnik (Übersicht) Bus-Approach Antisystem-Approach (ASA) Regelung mit Data-Stream Manager Modellbasierte Regelung mit Bypass und Schattenstrecke Vermaschte Regelung mit DSM Mehrgrößenregelung (MIMO) mit Router Der Autor Prof. em. Dr.-Ing. Serge Zacher ist Autor von 150 Artikeln, 4 Patenten und 16 Lehrbüchern, darunter das Standardwerk der Regelungstechnik im Verlag Springer-Vieweg ,,Regelungstechnik für Ingenieure" (mit M. Reuter), sowie ,,Drei-Bode-Plots-Verfahren", ,,Closed Loop Control and Management", ,,Übungsbuch Regelungstechnik" und ,,Automatisierungstechnik kompakt" (Hrsg.).
Anhand von fantastischen Beispielen vermittelt Autor, getarnt als außerirdischer Gastprofessor, eine tiefgehende und ernste Idee, die er seit mehr als 20 Jahren veröffentlicht und konsequent weiterentwickelt, nämlich die Idee von Antisystemen. Aus dieser Theorie entstanden verschiedene Verfahren wie Variablenverdichtung für die Lösung von Systemen der linearen partiellen Differentialgleichungen, die künstlichen neuronalen Netze mit Antineuronen für Entwurf von wissensbasierten Systemen und das ASA-Konzept für die Regelungstechnik. Jedoch ist darüber im Buch „Verbotene Mathematik“ keine Rede. Es geht nur um die Lösung von einfachen linearen Gleichungssystemen nach dem besagten Antisystemen-Konzept, und zwar mit unkonventionellen Mitteln wie Klecksen, Passworten usw. Um eine unbedachte Anwendung von diesen unkonventionellen Methoden zu vermeiden, ist das Buch mit einer Warnung „Für Jugendliche unter 18 Jahren nicht geeignet“ versehen. Die Erwachsene können aus dem Buch einige neue und interessante Konzepte entdecken.
Die Idee von Antisystemen, die der Autor seit mehr als 20 Jahren veröffentlicht und konsequent weiterentwickelt, ist im Buch in Form von mathematischen Knobeleien und Aufgaben vermittelt. Aus dieser Theorie entstanden verschiedene Verfahren wie Variablenverdichtung für die Lösung von Systemen der linearen partiellen Differentialgleichungen, die künstlichen neuronalen Netze mit Antineuronen für Entwurf von wissensbasierten Systemen und das ASA-Konzept für die Regelungstechnik. Das Konzept von Antisystemen ist im Buch anhand von zahlreichen Aufgaben erläutert, die Lösungen sind durch Proportionen und Antiproportionen dargestellt.
Das Übungsbuch Regelungstechnik beinhaltet klausurrelevante Musteraufgaben zu klassischen, modellbasierten und wissensbasierten Verfahren der Regelungstechnik. Auch neue Aufgaben zu noch nicht traditionellen Kapiteln der Regelungstechnik wie Fuzzy- und Neuro-Regelungen werden mit ausführlichen Lösungen behandelt. Bei allen Aufgaben sind Lösungen ausführlich beschrieben, einige davon sind zum besseren Verständnis mit MATLAB / Simulink simuliert oder mit Flash MX animiert. Die Aufgaben sind für Studierende der Elektrotechnik und des Maschinenbaus an Fachhochschulen geeignet. Bei der Gestaltung von Lösungswegen wurden die Bedürfnisse von berufsintegrierten Ingenieur-Studiengängen (BIS und KIS) berücksichtigt. Die dritte Auflage ist überarbeitet und um die Themen Systemidentifikation, adaptive Regelsysteme, Entwurf optimaler Zustandsregler und nichtlineare Regelsysteme erweitert.
