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Es werden Methoden für die optimale Approximation von Verzögerungsgliedern zweiter Ordnung durch Verzögerungsglieder erster Ordnung vorgestellt. Die Approximationen erfolgen einerseits im Zeit- und im Frequenzbereich, andererseits für Verzögerungsglieder mit aperiodischem und mit gedämpftem oszillierendem Verhalten. Die Approximationen im Zeitbereich können weitgehend analytisch durchgeführt werden; die Frequenzbereichsapproximationen müssen numerisch berechnet werden.
Die mit den vorgeschlagenen Methoden erzielten Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.
Bericht über die Ergebnisse eines Forschungsfreisemesters
Es werden LabVIEW-Simulationsprogramme für das regelungstechnische Praktikum beschrieben, die intensiven Gebrauch von MATLAB-Skript-Nodes machen.
Ein verfahrenstechnischer Prozess und ein Antriebssystem werden modellprädiktiv geregelt. Die Auswirkungen von Begrenzungen, die Teil der Regelungsaufgabe sind, werden untersucht.
In einem Servolenksystem, das im Gegensatz zu üblichen Servolenkungen nach dem Winkelüberlagerungsprinzip arbeitet, können sich bei losgelassenem Lenkrad Grenzzyklen einstellen. Eine wichtige Ursache hierfür ist die Begrenzung des Antriebsmoments des Stellmotors. Nach einer Beschreibung und Modellierung des Lenksystems werden die Grenzzyklen untersucht und ihre Periodendauer mit Hilfe einer modalen Betrachtung berechnet. Daraus ergeben sich qualitative Aussagen über die Einflüsse der Systemparameter auf die Existenz der Grenzzyklen. Eine Maßnahme zur Vermeidung der Grenzzyklen wird vorgeschlagen, ihre Wirksamkeit durch Simulation nachgewiesen und ihre Wirkungsweise mit Hilfe der Methode der harmonischen Balance analysiert. Das Ergebnis der Analyse führt zu einer Weiterentwicklung der Maßnahme.