TUD

Institut für Regelungs- und Steuerungstheorie

Buchveröffentlichungen

2015

Röbenack, K.: Mobiler Eigenbauroboter mit Arduino: Aufbau und Programmierung.
Printed by CreateSpace, November 2015 (ISBN-10: 1518836232, ISBN-13: 978-1518836237)
Auch als Kindle-Edition bzw. EPUB-Version (1, 2, 3, 4) verfügbar.

Die im Buch beschriebene Roboter­platt­form ent­stand im Zusammen­hang mit der Schüler­projekt­woche des Martin-Andersen-Nexö-Gymnasiums (MANOS) in Dresden. Im Rahmen dieser Projekt­woche werden seit 2010 am Institut für Regelungs- und Steuerungs­theorie der Technischen Universität Dresden Schüler­praktika zur Linien-Folge-Regelung eines mobilen Roboters durch­geführt.

Das Buch beschreibt den Aufbau und die Programmierung eines einfachen mobilen Roboters. Für die Steuerung des Roboters wurde die Arduino-Plattform, die sich durch leichte Handhabung auszeichnet, gewählt. Der Autor beschreibt den Anschluss und die Programmierung typischer Komponenten wie Motoren, LCD-Display und verschiedener Sensoren. Im Unterschied zu fertigen Roboterbausätzen wird dem Leser auch der nötige Freiraum zur Umsetzung und Ausgestaltung eigener Vorstellungen eingeräumt.

Dieses Buch ist für Leser gedacht, die bereits über erste Erfahrungen mit Mikrocontrollern im Allgemeinen oder der Arduino-Plattform im Besonderen verfügen. Zusätzlich werden geringe schaltungstechnische Grundkenntnisse erwartet sowie die Fähigkeit, einfache Programme in C bzw. C++ zu erstellen.

2015

Franke, Mirko: Lösung regelungstechnischer Aufgabenstellungen mit Hilfe des Algorithmischen Differenzierens.
Printed by CreateSpace, April 2015 (ISBN: 978-1508934295)

Die Methode des Algorithmischen Differenzierens ermöglicht es, Ableitungen hoher Ordnung von komplizierten mathematischen Ausdrücken zu berechnen, ohne dabei mit den Schwierigkeiten konfrontiert zu werden, wie sie bei der numerischen bzw. symbolischen Ableitungsberechnung auftreten. Bei der Implementierung von Beobachtern und Reglern für nichtlineare Systeme werden sehr oft hohe Ableitungsordnungen benötigt. Es ist daher naheliegend, sich dafür die Methode des Algorithmischen Differenzierens zu Nutze zu machen. Dieses Buch widmet sich eben dieser Aufgabenstellung und demonstriert die Berechnung für verschiedene regelungstechnische Verfahren. Dabei kommt das Softwaretool ADOL-C zum Einsatz.

Zunächst wird das Verfahren des Algorithmischen Differenzierens allgemein vorgestellt. Daran anschließend werden zwei Beobachter für nichtlineare Systeme betrachtet, der High-Gain-Beobachter und der erweiterte Luenberger-Beobachter. Weiter werden die exakte Eingangs-Ausgangs-Linearisierung und die approximative Linearisierung des Folgefehlers näher untersucht. Sowohl für diese beiden Regelungskonzepte, als auch für die Beobachter wird neben dem Eingrößenfall auch der Mehrgrößenfall diskutiert. Es folgt ein Abschnitt, welcher sich mit der direkten Simulation und Regelung von mechanischen Systemen befasst, für welche die Lagrange-Funktion gegeben ist. Neben der Darstellung der theoretischen Zusammenhänge werden diese jeweils auch anhand ausgewählter Beispiele praktisch angewendet.

2014

Röbenack, K.: Audioverstärker mit Röhrenvorstufe - Einfache Schaltungen zum Selberbauen.
Printed by CreateSpace, Juli 2014 (ISBN: 978-1500482206)
Seit November 2014 auch als Kindle-Edition verfügbar.

Vollständig mit Röhren bestückte Verstärker sind sowohl schaltungstechnisch als auch mechanisch sehr aufwendig. Ein konzeptionell wie technischinteressanter Kompromiss ist die Verknüpfung einer Röhrenvorstufe mit einer transistorisierten bzw. integrierten Endstufe. Dieser Ansatz, der auch bei etlichen kommerziellen Geräten umgesetzt wurde, bildet den Schwerpunkt dieses Buches. Die beschriebenen Röhrenvorstufen können natürlich auch leicht mit anderen Verstärkern kombiniert werden.

Dieses Buch wendet sich an Leser, die bereits über schaltungstechnische Grundkenntnisse verfügen, sich aber nicht zwangläufig mit Röhren auskennen müssen. Dazu wird im Buch die Funktionsweise der gängigen Verstärkerröhren (Trioden und Pentoden) erläutert. Der Autor geht außerdem auf Verstärkergrundschaltungen (Kathodenbasis- und Anodenbasisschaltung) ein. Neben mehreren erprobten Verstärkerschaltungen finden sich im Buch auch Hinweise für eigene Experimente. mehr

2013

Röbenack, K.: Radiobasteln mit Elektronenröhren - Detektorempfänger und Audionschaltungen.
Shaker Verlag, Mai 2013 (ISBN: 978-3-8440-1864-6)

In der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts waren Elektronenröhren die bestimmenden Bauteile der Elektronik und haben Rundfunk- bzw. Fernsehtechnik geprägt. Obwohl Röhren in nahezu allen Anwendungsbereichen durch Transistoren verdrängt wurden, üben Elektronenröhren auch heute noch eine große Faszination auf Bastler und Anwender aus. Mit dem vorliegenden Buch wird Bastelfreunden die Möglichkeit geben, sich mit einfachen Radio- bzw. Röhrenschaltungen vertraut zu machen. Das Buch richtet sich an Leser, die bereits über Grund­kenntnisse der Elektrotechnik und erste Erfahrungen mit elektronischen Schaltungen verfügen.

In ihrer Schlichtheit fördern Röhrenschaltungen das Verständnis für wichtige schaltungstechnische Problem­stellungen. Durch die Kombination von Röhren mit moderneren Halbleiterbauelementen sind schnell vorzeigbare Erfolge zu erzielen. Am Ende eines Bastelprojekts kann aber auch ein vollständig mit Röhren bestücktes Radio stehen. mehr

2006

Reinschke, K.: Lineare Regelungs- und Steuerungstheorie.
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1. Auflage, 2006.
ISBN 978-3-540-21886-9.

Das Lehrbuch behandelt grundlegende Fragen der linearen Regelungstheorie und richtet sich an Diplom-, Master- bzw. Promotionsstudenten.

Der Hauptteil des Buches befasst sich mit zeitkontinuierlichen Regelungssystemen. Eine zentrale Rolle kommt der Stabilität von Übertragungsgliedern zu. In diesem Zusammenhang werden gängige Stabilitätskriterien (u.a. nach Routh sowie Hurwitz bzw. das Strecker-Nyquist-Kriterium für den geschlossenen Regelkreis) detailliert bewiesen. Der Autor beschreibt sowohl den systematischen Entwurf von P-, PI- bzw. PID-Reglern für Strecken höherer Ordnung als auch den algebraischen Reglerentwurf auf Basis einer teilfremden Zerleung der Streckenübertragungsfunktion.

Neben zeitkontinuierlichen Systemen werden auch Abtastsysteme behandelt. Dabei geht der Autor auch auf Halteglieder höherer Ordnung ein, zeigt verschiedene Rechenwege zur Zeitdiskretisierung auf und widmet sich dem zeitkontinuierlichen Verlauf innerhalb der Abtastschritte.

2005

Röbenack, K.: Regler- und Beobachterentwurf für nichtlineare Systeme mit Hilfe des Automatischen DifferenzierensShaker Verlag, 2005 (ISBN: 978-3-8322-4414-9)

Das Buch ist dem Entwurf von Regelungseinrichtungen für nichtlineare Regelstrecken gewidmet. Das Ziel der Arbeit besteht darin, die Methode des Automatischen Differenzierens für die Lösung von Regelungsaufgaben zu erschließen. Es wird erwartet, daß dadurch differentialgeometrisch orientierte Regelungskonzepte auch bei komplizierteren Systemen eingesetzt werden können. Diese Arbeit stellt eine Verbindung zwischen dem Automatischen Differenzieren und der Theorie nichtlinearer Regelungen her. Die entwickelten Ansätze und Berechnungsverfahren werden an einem aus der Literatur entnommenen Spektrum von Entwurfsmethoden erprobt.

Betrachtete Entwurfsverfahren: Reglerentwurf mittels exakter Eingangs-Ausgangs-Linearisierung, Entwurf von High-Gain-Beobachtern, Berechnung der Beobachterverstärkung des erweiterten Luenberger-Beobachters, Taylorapproximation der Beobachterverstärkung für erweiterte Linearisierung, numerische Berechnung von Referenztrajektorien. mehr

2003

Röbenack, K.: Beobachterentwurf für nichtlineare Zustandssysteme mit Hilfe des Automatischen Differenzierens.
Shaker Verlag, 2003 (ISBN: 978-3-8322-1069-4)

Viele technische Prozesse werden durch gewöhnliche Differentialgleichungen modelliert. Diese Differentialgleichungen entstehen beispielsweise durch die Bewegungsgleichungen in der Mechanik oder bei elektrischen Netzwerken mit Kapazitäten bzw. Induktivitäten. In dieser Arbeit wird von einer Beschreibung durch ein nichtlineares Zustandsgleichungssystem ausgegangen. Mathematisch handelt es sich dabei um ein System expliziter gewöhnlicher Differentialgleichungen erster Ordnung.

Die Aufgabe eines Zustandsbeobachters besteht darin, den Zustand x aus dem Verlauf des Ausgangs y zu schätzen. Der Entwurf eines solchen Beobachters ist bei nichtlinearen Systemen sehr aufwendig und wird typischerweise mit Computeralgebrasystemen (CAS) durchgeführt. Das Buch widmet sich dem Beobachterentwurf mit Hilfe des automatischen oder algorithmischen Differenzierens. Die entwickelten Berechnungsmethoden werden an verschiedenen Beispielen numerisch erprobt. mehr

1999

Röbenack, K.: Beitrag zur Analyse von Deskriptorsystemen.
Shaker-Verlag, 1999 (ISBN: 978-3-8265-6795-7)

Die Dissertation liefert einen Beitrag zur Analyse singulärer und regulärer Deskriptorsysteme. Deskriptorsysteme sind System impliziter gewöhnlicher DIfferentialgleichungen. Als wesentliches Hilfsmittel kommen Digraphen zum Einsatz. Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen beziehen sich vorrangig  auf lineare zeitinvariante Deskriptorsysteme. Ein Spezialfall dieser Systemklasse sind die linearen Zustandsgleichungssysteme. Zustandsgleichungssysteme haben seit den sechziger Jahren eine starke Verbreitung in der Regelungstechnik gefunden. Für lineare Zustandsgleichungssysteme ist eine umfangreiche mathematische Theorie entstanden. Hier soll aber der allgemeinere Fall mit einer beliebigen, im allgemeinen singulären Matrix vor dem Ableitungsvektor betrachtet werden. mehr

Stand: 02.12.2015 09:21
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