Sequentielle Systeme: Binäre Und Fuzzy Automatisierung Mit Arithmetischen Polynomen

ISBN-13: 9783528065270 / Niemiecki / Miękka / 1994 / 260 str.

Dieter Franke

Opis

Zu den zentralen gegenwlirtigen Herausforderungen der am Infonnationsbegriff orientier ten Regelungs- und Automatisierungstechnik geMren die diskreten Steuerungen. In ge wisser Hinsicht steht diese Systemklasse den durch Abtastung kontinuierlicher Prozesse entstehenden zeitdiskreten Systemen nahe: Beiden gemein ist die zeitlich sequentieUe Abfolge der Systemzustllnde, was durch den Oberbegriff "SequentieHe Systeme" treffend charakterisiert wird. Dennoch gibt es zwei bedeutsame Wesensunterschiede, die einer einheitlichen Gesamtschau scheinbar im Wege stehen: Zum einen sind diskrete Steuerun gen - anders als klassische zeitdiskrete Systeme - nur diskreter Werte aHer Steuer-, Zustands- und AusgangsgrlSBen flIhig. Die grlSBte praktische Bedeutung haben die biniiren Prozesse erlangt, diskrete Systeme also, deren sllmtliche Variablen nur je zweier Werte flIhig sind. Man hat es nicht mehr mit numerischen Variablen zu tun, sondern mit logischen Variablen. Der zweite Wesensunterschied zwischen klassischen Abtastsystemen und diskreten Steuerungen betrifft die Art der Taktung. Abtastsysteme unterliegen in der, Regel einem konstanten, durch die Abtastperiode gegebenen Zeittakt. Dagegen wird ein diskretes Steuerungssystem haufig durch die in ibm spontan auftretenden Ereignisse ge taktet; es wird so zu einem ereignisdiskreten System. Diese prinzipieHen Unterschiede wurden seither als so gravierend erachtet, daB sich eigenstlindige Methoden der nicht numerischen Datenverarbeitung ftlr die Analyse und. Synthese diskreter Steuerungen herausgebildet haben. Ihre theoretische Basis wird vor aHem von der Diskreten Mathe matik, der Automatentheorie und der Netztheorie bereitgesteHt.

Spis treści

1 Einführung und Übersicht.- 1.1 Zeitkontinuierliche Systeme.- 1.2 Abtastsysteme.- 1.3 Automaten.- 1.4 Einordnung und Gliederung des Buches.- 2 Ein stetiges algebraisches Äquivalent Boolescher Schaltfunktionen.- 2.1 Schaltfunktionen und ihre Implementierung mit Schaltern.- 2.2 Ein stetiges algebraisches Äquivalent zur Negation.- 2.3 Funktionen in zwei Variablen.- 2.4 Funktionen in drei Variablen.- 2.5 Funktionen in n Variablen.- 2.6 Separation von Variablen und Parametern.- 2.7 Funktionen binärer Eingangsgrößen u und binärer Zustandsgrößen x.- 2.8 Zusammenfassung.- 3 Einige spezielle Klassen Boolescher Funktionen f(x, u).- 3.1 Lineare Funktionen bezüglich u.- 3.2 Lineare Funktionen bezüglich x.- 3.3 Bilineare Funktionen in x und u.- 3.4 Lineare Funktionen in x und u.- 3.5 Unvollständig definierte Boolesche Funktionen.- 3.6 Die Gesamtheit der vollständig definierten, algebraisch linearen Binärprozesse.- 3.7 Zusammenfassung.- 4 Algebraisch lineare Automaten.- 4.1 Der lineare Automat im Sinne der Automatentheorie.- 4.2 Der autonome algebraisch lineare Automat und sein dynamisches Verhalten.- 4.2.1 Das autonome Abtastsystem.- 4.2.2 Der autonome Automat.- 4.2.3 Die Eigenwerte algebraisch linearer Automaten.- 4.2.4 Beispiele.- 4.3 Steuerbarkeit und Erreichbarkeit.- 4.3.1 Steuerbarkeit und Erreichbarkeit linearer, zeitinvarianter Abtastsysteme.- 4.3.2 Erreichbarkeit in der Automatentheorie.- 4.3.3 Steuerbarkeit und Erreichbarkeit algebraisch linearer Automaten.- 4.4 Beobachtbarkeit und Beobachterentwurf.- 4.4.1 Beobachtbarkeit.- 4.4.2 Beobachterentwurf.- 4.5 Zusammenfassung.- 5 Regelung algebraisch linearer Binärprozesse durch Eigenwertvorgabe.- 5.1 Vorbemerkungen.- 5.2 Regelung durch konstante Zustandsrückführung.- 5.3 Entwurf dynamischer Regler.- 5.4 Modellgestützte Vorsteuerung binärer dynamischer Systeme.- 5.5 Zusammenfassung.- 6 Regelung algebraisch multilinearer Binärprozesse.- 6.1 Globale Linearisierung multilinearer Binärprozesse durch multilineare Rückkopplung.- 6.1.1 Beispiel eines zeitgeführten Prozesses.- 6.1.2 Beispiel eines ereignisdiskreten Prozesses.- 6.2 Regelung multilinearer Binärprozesse ohne Linearisierung.- 6.2.1 Beispiel: Zwei-Tank-System.- 6.2.2 Beispiel: Pneumatische Stellzylinder.- 6.3 Eine Variante der Direkten Methode von Ljapunow für diskrete Prozesse.- 7 Querverbindung zur Fuzzy Regelung.- 7.1 Unscharfe Logik mit arithmetischen SHEGALKIN-Polynomen.- 7.2 Fuzzy Reglerentwurf mit arithmetischen SHEGALKIN-Polynomen.- 7.3 Modellgestützte Stabilitätsanalyse.- 7.4 Zusammenfassung.- Sachwortverzeichnis.

O autorze

Dieter Franke, 1934 in Neisse/Schlesien geboren, arbeitete als gelernter Facharbeiter im Grafischen Gewerbe in großen Druckereien in Berlin und Köln, bevor er Deutsch und Geschichte studierte. Bis zu seiner Pensionierung war er dann in Köln als Lehrer für Geschichte , Deutsch und Psychologie und als Beratungslehrer der Oberstufe an einer Gesamtschule tätig.