Domont-Yankulova, Dilyana (2011)
Entwurf strukturvariabler Regelungen mittels linearer Matrixungleichungen.
Buch, Zweitveröffentlichung, Postprint
Kurzbeschreibung (Abstract)
Viele regelungstechnische Entwurfsverfahren vernachlässigen die Stellgrößenbeschränkungen, was die Regelgüte und Stabilität des Systems stark beeinflussen kann. Deswegen ist es sinnvoll, die Stellgrößenbeschränkungen beim Entwurf zu berücksichtigen. Die Arbeit beginnt mit einem Überblick der verschiedenen Methoden zum Umgang mit Stellgrößenbeschränkungen. Danach liegt der Fokus auf den strukturvariablen Regelungen. Das sind nichtlineare Zustandsrückführungen, deren Koeffizienten in Abhängigkeit vom aktuellen Zustand so variieren, dass die zur Verfügung stehende Stellgröße möglichst gut ausgenutzt wird. Des Weiteren zeichnen sie sich durch hohe Regelgüte und verhältnismässig geringen Entwurfsaufwand aus. In dieser Arbeit wird näher auf zwei spezielle strukturvariable Regelungen eingegangen. Zuerst werden die weichen strukturvariablen Regelungen mittels impliziter Ljapunov-Funktionen betrachtet, deren Koeffizienten sich kontinuierlich in Abhängigkeit von einem implizit definierten, zustandsabhängigen Parameter ändern. Bei der zweiten Variante handelt es sich um Regelungen mit stückweise linearer Struktur. Hierbei wird der Zustandsraum in Gebiete aufgeteilt, an deren Grenze zwischen zwei linearen Teilreglern umgeschaltet wird. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Darstellung der vorhandenen Entwurfsbedingungen als lineare Matrixungleichungen (LMIs). Die LMI-Darstellung in Kombination mit einer konvexen Gütefunktion reduziert den Entwurf auf ein semidefinites Optimierungsproblem, das sich schnell und zuverlässig mittels Innere-Punkte-Verfahren lösen lässt. Dadurch wird der Entwurf deutlich vereinfacht und beschleunigt. Einige Anwendungsbeispiele demonstrieren die Vorteile der mittels der neuen LMI-Verfahren entworfenen Regelungen. Die strukturvariablen Zustandsrückführungen sind bei vergleichbarem Entwurfsaufwand deutlich schneller als die linearen. Bei einigen Systemen kann ein fast zeitoptimales Verhalten beobachtet werden.
| Typ des Eintrags: |
Buch
|
| Erschienen: |
2011 |
| Autor(en): |
Domont-Yankulova, Dilyana |
| Art des Eintrags: |
Zweitveröffentlichung |
| Titel: |
Entwurf strukturvariabler Regelungen mittels linearer Matrixungleichungen |
| Sprache: |
Deutsch |
| Referenten: |
Adamy, Prof. Dr.- Jürgen ; Lohmann, Prof. Dr.- Boris |
| Publikationsjahr: |
14 Januar 2011 |
| Ort: |
Düsseldorf |
| Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: |
2010 |
| Ort der Erstveröffentlichung: |
Düsseldorf |
| Verlag: |
VDI-Verl. |
| Reihe: |
Fortschritt-Berichte VDI : Reihe 8, Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik |
| Band einer Reihe: |
1175 |
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Datum der mündlichen Prüfung: |
10 Mai 2010 |
| URL / URN: |
https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/2310 |
| Kurzbeschreibung (Abstract): |
Viele regelungstechnische Entwurfsverfahren vernachlässigen die Stellgrößenbeschränkungen, was die Regelgüte und Stabilität des Systems stark beeinflussen kann. Deswegen ist es sinnvoll, die Stellgrößenbeschränkungen beim Entwurf zu berücksichtigen. Die Arbeit beginnt mit einem Überblick der verschiedenen Methoden zum Umgang mit Stellgrößenbeschränkungen. Danach liegt der Fokus auf den strukturvariablen Regelungen. Das sind nichtlineare Zustandsrückführungen, deren Koeffizienten in Abhängigkeit vom aktuellen Zustand so variieren, dass die zur Verfügung stehende Stellgröße möglichst gut ausgenutzt wird. Des Weiteren zeichnen sie sich durch hohe Regelgüte und verhältnismässig geringen Entwurfsaufwand aus. In dieser Arbeit wird näher auf zwei spezielle strukturvariable Regelungen eingegangen. Zuerst werden die weichen strukturvariablen Regelungen mittels impliziter Ljapunov-Funktionen betrachtet, deren Koeffizienten sich kontinuierlich in Abhängigkeit von einem implizit definierten, zustandsabhängigen Parameter ändern. Bei der zweiten Variante handelt es sich um Regelungen mit stückweise linearer Struktur. Hierbei wird der Zustandsraum in Gebiete aufgeteilt, an deren Grenze zwischen zwei linearen Teilreglern umgeschaltet wird. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Darstellung der vorhandenen Entwurfsbedingungen als lineare Matrixungleichungen (LMIs). Die LMI-Darstellung in Kombination mit einer konvexen Gütefunktion reduziert den Entwurf auf ein semidefinites Optimierungsproblem, das sich schnell und zuverlässig mittels Innere-Punkte-Verfahren lösen lässt. Dadurch wird der Entwurf deutlich vereinfacht und beschleunigt. Einige Anwendungsbeispiele demonstrieren die Vorteile der mittels der neuen LMI-Verfahren entworfenen Regelungen. Die strukturvariablen Zustandsrückführungen sind bei vergleichbarem Entwurfsaufwand deutlich schneller als die linearen. Bei einigen Systemen kann ein fast zeitoptimales Verhalten beobachtet werden. |
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Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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Alternatives Abstract | Sprache |
|---|
Many methods for controller design do not consider input constraints leading to degradation of the control performance or even the loss of stability. | Englisch |
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| Freie Schlagworte: |
Reglerentwurf, strukturvariable Regelungen, Linerare Matrixungleichungen, implizite Ljapunov-Funktion, abschnittsweise lineare Regler |
| Schlagworte: |
| Einzelne Schlagworte | Sprache |
|---|
| Reglerentwurf, strukturvariable Regelungen, Linerare Matrixungleichungen, implizite Ljapunov-Funktion, abschnittsweise lineare Regler | Deutsch |
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| Status: |
Postprint |
| URN: |
urn:nbn:de:tuda-tuprints-23100 |
| Zusätzliche Informationen: |
Druckausg.: Düsseldorf : VDI-Verl., 2010. ISBN 978-3-18-517-508-4. (Fortschritt-Berichte VDI : Reihe 8, Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik ; 1175) [Darmstadt, TU, Diss. 2010] |
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): |
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): |
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik > Regelungsmethoden und Robotik (ab 01.08.2022 umbenannt in Regelungsmethoden und Intelligente Systeme) |
| Hinterlegungsdatum: |
19 Jun 2024 14:55 |
| Letzte Änderung: |
19 Jun 2024 14:55 |
| PPN: |
230217176 |
| Referenten: |
Adamy, Prof. Dr.- Jürgen ; Lohmann, Prof. Dr.- Boris |
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Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: |
10 Mai 2010 |
| Schlagworte: |
| Einzelne Schlagworte | Sprache |
|---|
| Reglerentwurf, strukturvariable Regelungen, Linerare Matrixungleichungen, implizite Ljapunov-Funktion, abschnittsweise lineare Regler | Deutsch |
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| Export: |
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| Suche nach Titel in: |
TUfind oder in Google |
Verfügbare Versionen dieses Eintrags
-
Entwurf strukturvariabler Regelungen mittels linearer Matrixungleichungen. (deposited 19 Jun 2024 14:55)
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