Theoretische Regelungstechnik 2: Zustandsrekonstruktion, Optimale Und Nichtlineare Regelungssysteme

ISBN-13: 9783540586753 / Niemiecki / Miękka / 1995 / 340 str.

Gunter Ludyk

Opis

F r Interessenten, die die Grundlagen der Regelungstechnik (Analyse und Synthese von Regelungssystemen) nicht nur kennen, sondern auch verstehen wollen. Im einzelnen werden behandelt: mathematische Beschreibung dynamischer Systeme, dynamisches Verhalten (Stabilit t, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit), Synthese von Kompensationsreglern im Frequenzbereich und von Reglern mit Zustandsr ckf hrung im Zeitbereich f r Einfachsysteme, Zustandsr ckf hrung mit Zustandsbeobachtung bei Mehrfachsystemen, optimale Regelung von zeitdiskreten und zeitkontinuierlichen Systemen, Regelung von nichtlinearen Systemen, auch mit Hilfe von neuronalen Netzen. Soweit wie m glich werden zeitkontinuierliche (analoge) und zeitdiskrete (digitale) Regelungssysteme parallel behandelt.

Spis treści

7 Beobachtbarkeit und Zustandsrekonstruktion.- 7.1 Beobachtbarkeit.- 7.1.1 Grundlagen und Definitionen.- 7.1.2 Beobachtbarkeit und Rekonstruierbarkeit linearer Systeme.- 7.1.3 Beobachtbare Unterräume.- 7.2 Kanonische Systemzerlegung nach KALMAN und Minimalrealisierung..- 7.3 Beobachtbarkeit zeitdiskreter Systeme.- 7.3.1 Beobachtbarkeit von Abtastsystemen.- 7.3.2 Beobachtbarkeit und Rekonstruierbarkeit zeitdiskreter Systeme..- 7.3.3 Beobachtbarkeit und Rekonstruierbarkeit linearer zeitdiskreter Systeme.- 7.3.4 Beobachtbarkeit und Rekonstruierbarkeit linearer zeitdiskreter zeitinvarianter Systeme.- 7.4 Zustandsbeobachter.- 7.4.1 Vollständiger Zustandsbeobachter.- 7.4.2 Reduzierter Beobachter.- 7.4.3 Zeitdiskrete Beobachter.- 7.5 Zustandsrückführung über Zustandsbeobachter.- 7.6 Kompensationsregler aus der Sicht der Zustandsrückführung.- 7.6.1 Anfangsbetrachtung.- 7.6.2 Kompensationsregler.- 7.6.3 Zustansdsregler-Beobachter-Konfiguration.- 7.7 Übungen zu Kapitel 7.- 8 Zustandsrückführung und -beobachtung bei Mehrfachsystemen.- 8.1 Grundlagen.- 8.2 Regelungsnormalform für Mehrfachsysteme.- 8.3 Zustandsrückführung bei Mehrfachsystemen.- 8.4 Eigenstrukturvorgabe: Modale Synthese.- 8.5 Stabilisierbarkeit.- 8.6 Mehrfachregelkreis mit PI-Zustandsregler.- 8.7 Entkopplung von Mehrfachsystemen.- 8.7.1 Grundgedanke.- 8.7.2 Entkopplung von zeitdiskreten Mehrfachsystemen.- 8.7.3 Entkopplung von zeitkontinuierlichen Mehrfachsystemen.- 8.8 Zustandsbeobachter für Mehrfachsysteme.- 8.8.1 Einführung.- 8.8.2 Grundlagen und Beobachtungsnormalform.- 8.8.3 Reduzierter Beobachter für Mehrfachsysteme.- 8.8.4 Zeitdiskrete Beobachter für Mehrfachsysteme.- 8.8.5 Reduzierter zeitdiskreter Beobachter für Mehrfachsysteme.- 8.9 Ermittelbarkeit.- 8.10 Störgröenbeobachtung und -aufschaltung.- 8.11 Geometrische Theorie der Störgrößenentkopplung.- 8.12 Übungen zu Kapitel 8.- 9 Optimale zeitdiskrete Regelungssysteme.- 9.1 Zeitoptimale Abtastregelung.- 9.1.1 Zeitoptimale Abtastregelung ohne Beschränkung der Stellgröße..- 9.1.2 Zeitoptimale Abtastregelung mit Beschränkung der Stellgröße..- 9.2 Quadratisch optimale Regler.- 9.2.1 Einleitung.- 9.2.2 Ermittlung des Minimums einer Funktion mit Nebenbedingungen.- 9.2.3 Allgemeines zeitdiskretes Optimierungsproblem.- 9.2.4 Lineare quadratisch optimale Regelung.- 9.2.5 Lineare quadratisch optimale Regler für zeitinvariante Systeme..- 9.2.6 Quadratisch optimale Folgeregelung.- 9.3 KALMAN-Filter.- 9.3.1 Stochastische Signale in linearen Systemen.- 9.3.2 Herleitung des KALMAN-Filters.- 9.3.3 Stationäres KALMAN-Filter für zeitinvariante Systeme.- 9.4 Übungen zu Kapitel 9.- 10 Optimale zeitkontinuierliche Regelungssysteme.- 10.1 Einführung.- 10.2 Modifiziertes Gütekriterium und HAMILTON-Funktion.- 10.3 Das Maximumprinzip von PONTRJAGIN.- 10.4 Lineare quadratisch optimale Regelung.- 10.4.1 Zeitvariante lineare zeitkontinuierliche Systeme.- 10.4.2 Zeitinvariante lineare Systeme.- 10.4.3 Besondere quadratische Gütekriterien.- 10.4.4 Quadratisch optimale Folgeregelung.- 10.4.5 Lineare quadratisch optimale Regelung mit vorgegebener Stabilitätsgüte.- 10.5 KALMAN-BUCY-Filter.- 10.6 ??-Regelung, robuste Regelung.- 10.6.1 Frequenzgangmethoden für Einfachsysteme.- 10.6.2 Frequenzgangmethoden für Mehrfachsysteme.- 10.6.3 ??-Regelung.- 10.7 Zeitoptimale Regelungssysteme.- 10.7.1 Grundlagen.- 10.7.2 Zeitoptimale lineare zeitinvariante Systeme.- 10.8 Übungen zu Kapitel 10.- 11 Regelung nichtlinearer Systeme.- 11.1 Einführung.- 11.2 Regelungsnormalform für nicht lineare Systeme.- 11.3 Erreichbarkeit nichtlinearer Systeme.- 11.4 Zustandsrückführung bei nichtlinearen Systemen.- 11.5 Transformation von nicht linearen Systemen auf lineare Systeme.- 11.6 Weitere Transformationsmöglichkeiten nichtlinearer Systeme.- 11.7 Beobachtbarkeit nichtlinearer Systeme.- 11.8 Zustandsbeobachter für nichtlineare Systeme.- 11.9 Regelung nichtlinearer Systeme mittels Neuronaler Netze.- 11.9.1 Einführung.- 11.9.2 Neuronale Netze.- 11.9.3 Der Backpropagation-Algorithmus.- 11.9.4 Identifikation und Regelung nichtlinearer Systeme mit Hilfe Neuronaler Netze.- 11.10 Übungen zu Kapitel 11.