Zustandsregelung Verteilt-Parametrischer Systeme

ISBN-13: 9783642195587 / Niemiecki / Twarda / 2012 / 328 str.

Joachim Deutscher

Opis

Der im Buch behandelte Teilbereich der Regelungstechnik ist Grundlage fur die Automatisierung technischer Prozesse in der Industrie. Betrachtet werden verteilt-parametrische Systeme, bei denen die physikalischen Vorgange sowohl zeit- als auch ortsabhangig sind und deshalb durch partielle Differentialgleichungen beschrieben werden. Die Stoffauswahl ermoglicht die eigenstandige Bearbeitung von Problemstellungen fur technische Prozesse mit verteilt-parametrischem Charakter und erlaubt einen Einblick in neuere Entwicklungen auf diesem Gebiet.

Gegenstand dieses Buches ist der systematische Entwurf von Zwei-Freiheitsgrade-Zustandsregelungen für lineare verteilt-parametrische Systeme. Hierzu wird als erstes die Zustandsbeschreibung von verteilt-parametrischen Systemen ausführlich dargestellt. Der konsequente Vergleich mit dem konzentriert-parametrischen Fall ermöglicht dabei einen einfachen Einstieg in diese mathematisch anspruchsvolle Thematik.§Eine Besonderheit des Buches ist die durchgängige Verwendung von Zwei-Freiheitsgrade-Strukturen zum Entwurf. Dieser gliedert sich in den Steuerungsentwurf zur Einstellung des Sollverhaltens und dem davon unabhängigen Entwurf von Folgereglern zur Festlegung des Störverhaltens. Der Steuerungsentwurf erfolgt modellgestützt mittels Eigenwertvorgabe in Verbindung mit einer Führungs- und Störgrößenaufschaltung oder durch Ein-/Ausgangsentkopplung. Für die Bestimmung realisierbarer, d.h. endlich-dimensionaler Folgeregler wird ein parametrisches Entwurfsverfahren beschrieben, welches ohne eine Systemapproximation auskommt. §Bei der Darstellung wird besonderer Wert auf eine möglichst anschauliche Argumentation gelegt, ohne dabei auf mathematische Strenge zu verzichten. Zahlreiche Beispiele dienen zur Illustration der Ergebnisse sowie zur Verdeutlichung der Leistungsfähigkeit der vorgestellten Methoden.§Das Buch richtet sich an Wissenschaftler der Regelungs- und Automatisierungstechnik sowie an Ingenieure in der Industrie als auch in Forschungseinrichtungen mit Vorkenntnissen im Bereich der Zustandsraummethodik für konzentriert-parametrische Systeme.

Spis treści

Einführung und Übersicht.- Zustandsbeschreibung linearer verteilt-parametrischer Systeme.- Regelung mit mehreren Freiheitsgraden.- Entwurf von Vorsteuerungen.- Entwurf von Ausgangsfolgereglern.- Abschließende Betrachtungen.

O autorze

Der Autor blickt auf eine langjährige Forschungstätigkeit im Bereich der verteilt-parametrischen Systeme zurück und hat seine Forschungsergebnisse im Rahmen von Industriekooperationen erfolgreich angewendet. Zurzeit leitet er am Lehrstuhl für Regelungstechnik der Universität Erlangen-Nürnberg eine eigene Forschungsgruppe, die sich vornehmlich mit der Regelung verteilt-parametrischer Systeme beschäftigt. Das geplante Buch entspricht in wesentlichen Teilen der bereits durch mehrere Fachgutachter positiv evaluierten Habilitationsschrift des Autors.

Blurb

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 dargestellt. Der konsequente Vergleich mit dem konzentriert-parametrischen Fall ermöglicht dabei einen einfachen Einstieg in diese mathematisch anspruchsvolle Thematik.

 Eine Besonderheit des Buches ist die durchgängige Verwendung von Strukturen mit zwei oder mehr Freiheitsgraden zum Entwurf. Dieser gliedert sich in den Steuerungsentwurf zur Einstellung des Sollverhaltens und den davon unabhängigen Entwurf von Folgereglern zur Festlegung des Störverhaltens. Der Steuerungsentwurf erfolgt modellgestützt mittels Eigenwertvorgabe in Verbindung mit einer Führungs- und Störgrößenaufschaltung oder durch Ein-/Ausgangsentkopplung sowie inversionsbasiert, um Arbeitspunktwechsel zu realisieren. Für die Bestimmung realisierbarer, d.h. endlich-dimensionaler Folgeregler wird ein parametrisches Entwurfsverfahren beschrieben, welches ohne eine Systemapproximation auskommt.

Bei der Darstellung wird besonderer Wert auf eine möglichst anschauliche Argumentation gelegt, ohne dabei auf mathematische Strenge zu verzichten. Zahlreiche Beispiele dienen zur Illustration der Ergebnisse sowie zur Verdeutlichung der Leistungsfähigkeit der vorgestellten Methoden.

Das Buch richtet sich an Studierende der Regelungs- und Automatisierungstechnik sowie an Ingenieure in der Industrie als auch in Forschungseinrichtungen mit Vorkenntnissen im Bereich der Zustandsraummethodik für konzentriert-parametrische Systeme.