Einstieg in die Regelungstechnik mit Python

Fachbuch von Hans-Werner Philippsen

Kapitel 2

In den folgenden Beispielen des Kapitels 2 wird eine Einführung in die Programmierung mit Python gegeben und es werden wichtige Pakete vorgestellt.


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Einführung in Python

Listing 2.1: Gezeigt wird der typischer Aufbau eines Python-Programms, wobei das Programm mit Hilfe der Entwicklungsumgebung Spyder erstellt wurde. Es beginnt mit einem knappen Kommentar, Datum der Erstellung swie Autor. Gezeigt werden Datentypen, Typumwandlung, Arrays und Plotfunktionen.


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Berechnung der Sprungantwort

Listing 2.2: Die Standardregelstrecke des Buches wird im Zustandsraum dargestellt und die Berechnung der Sprungantwort mit dem Python-Paket SciPy durchgeführt.


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Plot mit zwei y-Achsen

Listing 2.3: Zweite y-Achse.


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3D-Plot mit Python

Listing 2.4: Die Standardregelstrecke wird mit einem PI-Regler geregelt und die Regler-Parameter werden in einem definierten Wertebereich variert (Batch-Betrieb). Die Güte wird gemäß ITAE-Kriterium berechnet und in einem 3D-Plot dargestellt. Die optimalen Parameter sind im Minimum zu finden.


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Interpolation mit Python

Listing 2.5: Das Beispiel zeigt die Möglichkeit zwischen Messwerten zu interpolieren, wobei verschiedene Methoden Anwendung finden. Die Interpolation erfolgt linear, Kubisch und mit einem Polynom 5. Ordnung.


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Fast Fourier Transformation

Listing 2.6: Eine Fast Fourier Transformation erfolgt mit dem Python-Paket SciPy. Es werden drei Sinussignale mit 25, 50 und 50Hz sowie normalverteiltem Rauschen überlagert.

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