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SCILAB

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 Ver. 1.2 / 2010         eBooks nur für WINDOWS!

Nr.11          (Endpreise, keine weitere Kosten)

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Um die Prinzipien und Eigenschaften der digitalen Regelung zu verstehen, ist es notwendig an praktischen Beispielen das zu erproben.

Um die ganze Vielfalt der Möglichkeiten und Probleme anzuzeigen, sind möglichst viele Anwendungen aus den verschiedenen Disziplinen aufzuzeigen.

Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass man den Überblick über das Wesentliche, nämlich die digitale Regelung verliert. Aus diesem Grund wird in diesem eBook ein Beispiel von Anfang bis zum Ende von der Modellierung über analoge und digitale Regelung kontinuierlich verfolgt.

An diesem mechatronischen Beispiel, nämlich eine Lageregelung mit einem Gleichstrommotor kann man die meisten und wesentlichen Eigenschaften der analogen und digitalen Regelung aufzeigen.

 

Zunächst wird schrittweise Scilab erklärt und das lineare Modell der Strecke modelliert. Danach wird ein analoger und digitaler PID-Regler für diese lineare Strecke ausgelegt.

Mit diesen Kenntnissen wird die analoge Regelstrecke diskretisiert, um einen diskreten PID-Regler auszulegen und zu simulieren. In die Strecke werden Nichtlinearitäten eingebaut, sowie Amplituden Quantisierung, um zu sehen, wie robust der digitale Regler damit umgehen kann. Zum Schluss wird noch eine Kaskadenregelung und einige weitere Regler kurz gezeigt.

Inhalt


Einführung in SCILAB

   Was ist das?
   Matlab und Simulink
   Was kann Scilab?
   Das Scilab Fenster
   Variablen
   Vektoren und Matrizen
   Signale erzeugen und ploten
   Arithmetik mit Signalen
   Reihenschaltung von Signalen
   Signale ausschneiden
   Signale untersuchen
   Grafik
   Animation
   Scripte
   Funktionen
   Demos

Modellbildung

   Modellbildung
   Einführung
   Rotatorisch und Translatorisch
   Modellbildung
   Gleichstrommotor-Modell
   Was bedeutet ein Modell?
   Die elktrische Spule
   Masse, Feder und Dämpfer
   Motordrehmoment
   Rückwirkung auf den elektrischen Teil
   Was ist eine Übertragungsfunktion?
   Differentialgleichung aufstellen
   Übertragungsfunktionen
   Verstärkung und Zeitkonstanten
   Modell-Daten
   Getriebe

Modell in SCILAB

   Modell in SCILAB
   Das Kapitel
   Übertragungsfunktion in SCILAB
   Sprungantwort
   Impulsantwort
   Subplot Funktionen
   Was ist Bode-Diagramm?
   Stör-Übertragungsfunktion

Verschiedene Regelstrecken

   Verschiedene Regelstrecken
   Weitere Streckenarten
   P-Strecke
   I-Strecke
   PT1-Strecke
   PT2-Strecke
   Schwingen und Wendepunkt
   PTn-Strecke und Totzeit
   ITn-Strecken
   Dynamik im Nenner
   Pol-Nullstellen
   Zustandsraum Darstellung
   Zustandsraum in Scilab
   Reihen- und Parallelschaltung
   Identifikation

Einführung in XCOS

   Einführung in XCOS
   Einführung
   Warum XCOS?
   XCOSstarten
   Blöcke platzieren
   Blöcke verbinden
   Simulation starten
   Block ändern
   TP1 Block
   Sinus und Rauschen
   Supperblock
   Integral in Reihe
   Totzeit
   Begrenzung
   System in XCOS
   Zustandsraum
   XCOS Demo

Simulationsmodell

   Simulationsmodell
   Simulation
   Aus Differential- wird Integralgleichung
   Integralblöcke
   Rückführungen
   Kräftebilanz
   Kreis geschlossen
   Mechanischen Teil simulieren
   Elektrischer Teil
   Elektrischer Teil simulieren
   Motor und Mechanik zusammenführen
   Motor und Mechanik simulieren
   Regelung

Analoge Regelung => Struktur

   Analoge Regelung => Struktur
   Steuerung
   Störung
   P-Regelung
   Bleibende Regelabweichung
   I-Regelung
   PI-Regelung
   PID-Regelung
   PIDT1-Regelung

Analoge Regelung => Parameter

   Analoge Regelung => Parameter
   Wie stellt man die PID-Parameter ein?
   Parameter aus der Sprungantwort
   Einstellregeln
   PID-Regler Strukturen
   Ergebnisse
   Führungsfilter
   Rampenanregung

Analoge Regelung => Stabilität

   Analoge Regelung => Stabilität
   Was heisst Stabilität
   Stabilität in Pol-Nullstellen
   Stabilität im Bode-Diagramm
   Stabilität im Bode-Diagramm
   Reglerentwurf im Bode-Diagramm
   Script Reglerentwurf
   Kp einstellen
   Kd einstellen
   Ki einstellen
   Gütekriterien
   Realisierung

Diskretes Streckenmodell

   Diskretes Streckenmodell
   Warum diskretes Modell der Regelstrecke?
   Diskrete Abtastung und Quantisierung
   A/D-Wandler, Quarz und Abtastung
   Wortbreite
   FFT und Antialiasing
   Diskrete Strecke
   Was ist z-Bereich?
   Modell diskretisieren
   z-Übertragungsfunktion
   z-Übertragungsfunktion in SCICOS
   Pol- und Nullstellen
   Diskreter Regler

Diskrete Regelung

   Diskrete Regelung
   Einführung
   Sample and Hold
   P-Regler
   Gemeinsamer Takt
   I-Regler
   PI-Regler
   D-Regler
   PID-Regler
   Parallele- und rekursive Form
   Parallele- und rekursive Form
   Rekursive Form implementieren
   Regler höherer Ordnung
   Quasi-Kontinuierliche diskrete Regelung
   Quasi-Kontinuierliche diskrete Regelung
   Quasi-Kontinuierliche diskrete Regelung
   Stellgrößenbegrenzung
   I-Anteil läuft weiter
   Anti-Wind-Up
   DT1- statt D-Anteil
   PI-Regler
   A/D-Wandler
   Integer-Rechnung
   Realisierung
   Reglerauslegung nach Pol- Nullstellen
   Reglerauslegung nach Pol- Nullstellen
   Bevorzugte Lage der Pol- und Nullstellen
   Tools

Robustheit und weitere Reglertypen
  
   Robustheit und weitere Reglertypen
   Rauschen im Sensor
   Temperaturabhängigkeit
   Nichtlineare Kennlinie
   Nichtlineare Kennlinie
   Federbruch
   Reibung
   Kaskadenregelung
   Drei Regler in Reihe
   Simulation
   Strecke 1
   Strecke 2
   Strecke 3
   Winkelgeschwindigkeit
   Störgrößenaufschaltung
   Adaptive Regelung
   Mehrgrößenregelung

 





 


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Last Update: 01.06.2015


 

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Regeldifferenz

Istwert

Sollwert

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z-Bereich

Matlab

Simulink

Scilab

Scicos

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