Zustandsregelung verteilt-parametrischer Systeme
Gegenstand dieses Buches ist der systematische Entwurf von Zustandsregelungen mit mehreren Freiheitsgraden für lineare verteilt-parametrische Systeme. Hierzu wird als erstes die Zustandsbeschreibung von verteilt-parametrischen Systemen ausführlich dargest
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Joachim Deutscher
Zustandsregelung verteilt-parametrischer Systeme
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PD Dr.-Ing. habil. Joachim Deutscher Lehrstuhl für Regelungstechnik Universität Erlangen-Nürnberg Cauerstraße 7 91058 Erlangen [email protected]
ISBN 978-3-642-19558-7 e-ISBN 978-3-642-19559-4 DOI 10.1007/978-3-642-19559-4 Springer Heidelberg Dordrecht London New York Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Einbandentwurf: WMXDesign GmbH, Heidelberg Gedruckt auf säurefreiem Papier Springer ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media (www.springer.com)
Vorwort
Bei vielen technischen Prozessen und dynamischen Systemen ändern sich die beschreibenden Systemgrößen nicht nur mit der Zeit, sondern hängen auch signifikant vom Ort ab. Typische Beispiele hierfür sind räumliche Temperaturverteilungen bei thermischen Prozessen oder elastische Verformungen von Leichtbaustrukturen im Anlagen-, Maschinen- und Fahrzeugbau. Im Gegensatz zu konzentriert-parametrischen Systemen, die durch gewöhnliche Differentialgleichungen beschrieben werden, führt die Modellbildung dieser Systeme auf partielle Differentialgleichungen. Gegenstand dieses Buches ist der Entwurf von Steuerungen und Regelungen für solche sog. verteilt-parametrische Systeme. Um einen einheitlichen Zugang zu dieser Problemstellung zu ermöglichen, wird die Zustandsbeschreibung verteiltparametrischer Systeme als Ausgangspunkt gewählt. Damit ist es möglich, bewährte Verfahren der Zustandsraummethodik für konzentriert-parametrische Systeme auf den verteilt-parametrischen Fall zu verallgemeinern. Dies hat auch den Vorteil, dass die Betrachtung konzentriert-parametrischer Systeme in den resultierenden Entwurfsverfahren als Spezialfall enthalten ist, was den Einstieg in die anspruchsvolle Thematik für den Leser erleichtert. Ein weitere
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