Regelungstechnik

Regelungstechnik

Worum geht es in der Regelungstechnik?

Die Regelungstechnik befasst sich mit der selbsttätigen gezielten Beeinflussung des Verhaltens von dynamischen Systemen. Dazu wird das betrachtete System (z.B. ein Elektroantrieb) um eine Steuerung oder Regelung ergänzt, welche automatisch eine Systemansteuerung so generiert, dass sich trotz Störeinwirkung ein gewünschtes zeitliches Verhalten einstellt (z.B. eine möglichst konstante Drehzahl trotz wechselnder Belastung).

Die Regelungstechnik ist fachübergreifend und von elementarer Bedeutung in den verschiedensten Domänen wie z.B. der Mechatronik, Medizintechnik, Robotik, Mobilität oder der Automatisierung allgemein. Die Regelungstechnik fußt auf mathematischen Methoden, die auf konkrete Systeme unterschiedlicher Beschaffenheit (elektrisch, mechanisch, hydraulisch, informationsverarbeitend, etc.) gleichermaßen anwendbar sind.

Da die regelungstechnischen Methoden am Rechner umgesetzt werden, ist neben dem mathematischen und physikalischen Verständnis auch die Informatik von großer Bedeutung. Am Rechner werden z.B. die Systeme modelliert und simuliert, Sensordaten verarbeitet und die Regler implementiert. Ein neues Forschungsfeld stellt außerdem die Anwendung von maschinellem Lernen in der Modellbildung und Regelung dar.

Mit der Regelungstechnik können somit die Grundlagen aus den Bereichen Mathematik, Physik und Informatik im Computational Engineering-Studium ideal ergänzt werden. Die im Bachelor vermittelten Module (s.u.) sind zudem die Grundlage für die weiterführenden Vorlesungen auf dem Gebiet der Regelungstechnik.

Auf welchen Bereichen wird geforscht?

Die Forschung auf dem Gebiet der Regelungstechnik beschäftigt sich einerseits mit der methodischen Weiterentwicklung regelungstechnischer Verfahren, u.a. auch an der Schnittstelle zu Maschinellen Lernverfahren. Andererseits liegt ein Schwerpunkt der Regelungstechnik auf der praktischen Umsetzung in verschiedenen Anwendungsgebieten, u.a. durch enge Kooperationen mit der Industrie auf dem Automobilsektor, der Robotik oder der Automatisierungstechnik.

Forschungsgebiete z.B. auch für Bachelor- und Masterarbeiten sind:

Was sind die Lehrinhalte des Bachelorstudiums?

• Einführung in die Regelungstechnik oder Dynamical Systems and Control
  In dieser Lehrveranstaltung werden die Grundlagen der klassischen Regelungstechnik vermittelt. Inhalte sind u.a. lineare zeitinvariante Eingrößensysteme im Frequenz- und Zeitbereich, der Standardregelkreis und verschiedene Reglerentwurfsmethoden.
• Regelungstechnik B (Zustandsraummethoden)
  Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen zur Beschreibung und Untersuchung von linearen dynamischen Systemen im Zustandsraum sowie den zustandsraumbasierten Regler- und Beobachterentwurf.
• Regelungstechnisches Praktikum
  Im Praktikum werden grundlegende Methoden der Regelungstechnik simulativ und experimentell auf verschiedene Versuchsaufbauten angewandt.
• Digitale Regelung
  Die Vorlesung vermittelt Grundlagen zur Umsetzung eines Reglers auf einem Rechner. Dazu müssen z.B. die realen Systeme zeitdiskret beschrieben und DA/AD-Wandler (digital/analog) verwendet werden, um die Sensordaten an den Rechner bzw. die Signale an das reale System zu übertragen.

Welche weiterführenden Veranstaltungen werden angeboten?

• Machine Learning for Control Systems
• Mechatronic Components and Systems
• Nonlinear Control Systems
• Numerical Optimization and Model Predictive Control
• Praktikum Regelungstechnik II
• Projekt / Seminar Mobile Robotics
• Robotics 1 & 2
• Schätzverfahren in der Regelungstechnik

Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage unseres Lehrstuhls: https://www.ac.tf.fau.eu.

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