Entwurf robuster Regelungen
In den letzten 20 Jahren haben umwälzende Entwicklungen auf dem Gebiet der robusten Regelungen stattgefunden, die einen systematischen und geradlinigen Reglerentwurf ermöglichen. Nachdem inzwischen numerisch zuverlässige Algorithmen zur Berechnung robuste
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Entwurf robuster Regelungen
Entwurf robuster Regelungen Von Dr.-Ing. Kai Müller Akademischer Rat am Institut für Regelungstechnik der Technischen Universität Braunschweig
Mit 97 Bildern und 2 Tabellen
El3
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 1996
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Müller, Kai: Entwurf robuster Regelungen : mit 2 Tabellen I von Kai Müller. ISBN 978-3-519-06173-1 ISBN 978-3-663-12091-9 (eBook) DOI 10.1007/978-3-663-12091-9
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt besonders für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. © Springer Fachmedien Wiesbaden 1996 Ursprünglich erschienen bei B.G. Teubner Stuttgart 1996
Vorwort In Abständen von etwa 20 Jahren konnten in der Regelungstechnik grundsätzliche Neuerungen beobachtet werden. Nachdem in den 40er Jahren eine systematische Behandlung von Regelkreisen im Frequenzbereich entwickelt wurde (Bode, Nyquist, Ziegler und Nichols, Wiener), verlagerte sich um 1960 das Interesse der Theoretiker auf den Zeitbereich, den Zustandsraum und optimale Regelung (Luenberger, Kaiman). Die Verfahren basieren auf Prozeßmodellen, und es stellte sich heraus, daß häufig in der praktischen Anwendung Probleme aufgrund von Modell- oder Parameterunsicherheiten auftreten. Dies motivierte die Entwicklung der robusten Regelungen in den 80er Jahren, die explizit bei Anwesenheit von Unsicherheiten Stabilität bzw. die Einhaltung bestimmter Qualitätsmerkmale gewährleisten ([16], [17], [68]) und somit große praktische Relevanz aufweisen. In diesem Buch sollen Theorie und Einsatz der in den 80er Jahren entwickelten Norm-optimalen Regelungen vermittelt werden. Selbstverständlich handelt es sich hierbei nur um eine Facette der zahlreichen neuen Entwicklungen auf dem Gebiet der Entwurfs- und Analyseverfahren. Insbesondere die H 00-optimalen Regler und die J.L-Synthese haben jedoch in den letzten 10 Jahren entscheidend dazu beigetragen, daß sich das Bild der "modernen" Regelungstechnik merklich gewandelt hat. Obwohl die Norm-optimalen Regelungen einen neuen Ansatz darstellen, so ist doch die Entwicklung ohne die Ergebnisse früherer Verfahren undenkbar. Aus didaktischen Gründen werden deshalb den robusten Regelungen Verfahren wie Polvorgabe, quadratisch optimale Regelung oder LQG vorangestellt. In Kapitel 7 schließt sich eine Einführung in Normen für Signale und Systeme an. Die Entwicklung der koprimen Faktorisierung und der Reglerparametrierung (KapitelS) ist sowohl ein eigenständiges, universelles Entwurfsverfahren als auch die historische Grundlage für die 2- und co-Norm-optimalen Regelungen (Kapitel9, 10 und 11 ). Die Theorie wird vollständig am Beispiel von Eingrößenstrecken hergeleitet. Im 12. Kapitel erfolgt die Verallgemeinerung auf Mehrgrößensysteme im Zustandsraum. Ein Mehrgrößenproblem entsteht auch bei Eingrößenstrecken,
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