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Entwurf von modellbasierten Anti-Windup-Methoden für Systeme mit Stellbegrenzungen

Ortseifen, Andreas (2013):
Entwurf von modellbasierten Anti-Windup-Methoden für Systeme mit Stellbegrenzungen.
Düsseldorf, VDI Verlag GmbH, In: Fortschritt-Berichte VDI Reihe 8, ISBN 978-3-18-522508-6,
[Online-Edition: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/3748],
[Book]

Abstract

Durch die Nichtbeachtung der immer vorhandenen Stellbegrenzungen bei der Auslegung eines Reglers kann es während des Betriebs zu einem unerwünschten Fehlverhalten des Regelkreises - dem sogenannten Windup - kommen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem systematischen Entwurf von Anti-Windup-Maßnahmen, die in Kombination mit einem zuvor ausgelegten Regler einen sicheren und effizienten Betrieb des Regelkreises trotz vorhandener Stellbegrenzungen gewährleisten. Es werden lineare und nichtlineare modellbasierte Anti-Windup-Methoden behandelt. Neben einer Stabilitätsgarantie für den Regelkreis und einer hohen Regelgüte liegt der Fokus auf einem einfach durchführbaren Entwurf mit möglichst wenigen vom Anwender zu wählenden Parametern. Letzteres wird durch eine auf konvexer Optimierung basierende Parametrierung des Anti-Windup erreicht.

Item Type: Book
Erschienen: 2013
Creators: Ortseifen, Andreas
Title: Entwurf von modellbasierten Anti-Windup-Methoden für Systeme mit Stellbegrenzungen
Language: German
Abstract:

Durch die Nichtbeachtung der immer vorhandenen Stellbegrenzungen bei der Auslegung eines Reglers kann es während des Betriebs zu einem unerwünschten Fehlverhalten des Regelkreises - dem sogenannten Windup - kommen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem systematischen Entwurf von Anti-Windup-Maßnahmen, die in Kombination mit einem zuvor ausgelegten Regler einen sicheren und effizienten Betrieb des Regelkreises trotz vorhandener Stellbegrenzungen gewährleisten. Es werden lineare und nichtlineare modellbasierte Anti-Windup-Methoden behandelt. Neben einer Stabilitätsgarantie für den Regelkreis und einer hohen Regelgüte liegt der Fokus auf einem einfach durchführbaren Entwurf mit möglichst wenigen vom Anwender zu wählenden Parametern. Letzteres wird durch eine auf konvexer Optimierung basierende Parametrierung des Anti-Windup erreicht.

Series Name: Fortschritt-Berichte VDI Reihe 8
Number: 1225
Place of Publication: Düsseldorf
Publisher: VDI Verlag GmbH
ISBN: 978-3-18-522508-6
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institut für Automatisierungstechnik und Mechatronik > Control Methods and Robotics
Date Deposited: 19 Jan 2014 20:55
Official URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/3748
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-37483
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Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
Neglecting actuator limitations when designing a feedback control may cause a severe malfunctioning of the control loop during operation. This faulty behavior is often termed windup. The main objective of this work is the development of systematic anti-windup strategies including appropriate design methods. These linear and nonlinear model-based anti-windup strategies guarantee - in cooperation with the pre-designed controller - a safe and efficient operation of the control loop. The proposed design methods for the anti-windup strategies ensure stability of the closed-loop and aim at a high performance as well as a user-friendly parameterization. The latter is achieved by casting the design task as a convex optimization problem.English
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