Systemtheorie: Mehrgrößenregelung im Zustandsraum

Inhalt dieser Vorlesung sind Verfahren zum Entwurf von Zustandsregelungen mit mehreren Freiheitsgraden für lineare Systeme. Dies umfasst sowohl die Bestimmung einer Steuerung zur Einstellung des Sollverhaltens als auch den Ausgangsreglerentwurf zur Festlegung des Störverhaltens. Die vorgestellten Methoden werden für Mehrgrößensysteme formuliert, um einen Einblick in die bei solchen Systemen auftretenden Regelungsprobleme zu erhalten. Vorlesungsbegleitend wird die Anwendung der theoretischen Verfahren jeweils anhand einfacher technischer Beispielsysteme verdeutlicht.

Inhaltsübersicht:

1. Zustandsbeschreibung linearer Mehrgrößensysteme: Betriebspunktlinearisierung, Zustandskonzept, Lösung der Zustandsglen, Zustandsstabilität, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Übertragungsverhalten im Frequenzbereich, BIBO-Stabilität

2. Stabilisierung im Zustandsraum: Stabilisierbarkeit, Eigenwertvorgabe, Riccati-Regler

3. Berücksichtigung von Führungs- und Störgrößen: invariante Nullstellen, Führungs- und Störgrößenaufschaltung, Internes-Modell-Prinzip

4. Steuerungsentwurf im Zustandsraum: modellgestützte Vorsteuerung, Ein-/Ausgangsentkopplung, Ausgangsfolge, flachheitsbasierter Arbeitspunktwechsel

5. Lineare Beobachter: Zustandsbeobachter, reduzierte Beobachter, Störbeobachter, stationäres Kalman-Filter

6. Zwei-Freiheitsgrade-Regelung: Struktur, Folgeregler, Separationsprinzip, Berücksichtigung von Stellsignalbegrenzungen

 

Für die Vorlesung wird ein Skript zur Verfügung gestellt.

HINWEIS zur Durchführung der Vorlesung

Der Veranstaltungsmodus (online- oder als Präsenz-Vorlesung) im WiSe 2020/21 ist noch nicht festgelegt worden. Weitere Informationen werden rechtzeitig auf dieser Seite bereitgestellt.
 

Dozent

Prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Deutscher
Raum: 41.4.203
Telefon: +49 (0)731 50 27002
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Übungsleiter

Gabriel Jakob, M. Sc.
Raum: 41.1.230
Telefon: +49 (0)731 50 27045
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Termine, Ort

wird noch bekannt gegeben