Jürgen Adamy - Nichtlineare Regelungen

Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009 - 385 s.
Grundlagen nichtlinearer Systeme
Systembeschreibung und Systemverhalten
Lineare und nichtlineare Systeme
Systembeschreibung und Regelkreiskategorien
Ruhelagen nichtlinearer Systeme
Beispiel Satellit
Ruhelagen linearer Systeme
Stabilit¨at von Ruhelagen
Grenzzyklen
Gleitzust¨ande
Chaos
Nichtlineare Zustandstransformationen
Zeitdiskrete SystemeL¨osung nichtlinearer Differenzialgleichungen
Grundlegendes und das Verfahren von Euler-Cauchy
Genauigkeit der numerischen L¨osung
Das verbesserte Euler-Cauchy-Verfahren
Die Verfahren von Heun und Simpson
Die Runge-Kutta-Verfahren
Adaption der Schrittweite
Mehrschrittverfahren von Adams-Bashforth
Pr¨adiktor-Korrektor-Verfahren von Adams-Moulton
Stabilit¨at von Integrationsverfahren
Steife Systeme und ihre L¨osungGrenzzyklen und Stabilit¨atskriterien
Verfahren der harmonischen Balance
Idee des Verfahrens
Illustrationsbeispiel
Kennlinien und ihre Beschreibungsfunktionen
Stabilit¨atsanalyse von Grenzzyklen
Beispiel Servolenksystem
Absolute Stabilit¨at
Der Begriff der absoluten Stabilit¨at
Das Popov-Kriterium und seine Anwendung
Aisermans Vermutung
Beispiel Schiffsregelung
Das Kreiskriterium
Das Zypkin-Kriterium f¨ur zeitdiskrete SystemeHyperstabilit¨at
Der Begriff der Hyperstabilit¨at
Hyperstabilit¨at nichtlinearer SISO-Regelkreise
Hyperstabilit¨at nichtlinearer MIMO-Systeme
IllustrationsbeispieleDie Stabilit¨atstheorie von Ljapunov
Die Idee und die direkte Methode
Illustrationsbeispiel
Quadratische Ljapunov-Funktionen
Die direkte Methode f¨ur zeitdiskrete Systeme
Die indirekte Methode
Einzugsgebiete
Beispiel Mutualismus
Instabilit¨atskriteriumRegelungen f¨ur lineare Regelstrecken
Regler mit Antiwindup
Der Windup-Effekt
PID-Regler mit Antiwindup
Beispiel Gleichstrommotor
Antiwindup f¨ur allgemeine Reglerstrukturen
Dimensionierung des allgemeinen Antiwindup-Reglers
Stabilit¨at
Zeitoptimale Regelung und Steuerung
Grundlagen und der Satz von Feldbaum
Berechnung zeitoptimaler Steuerfolgen
Beispiel 1/s2
Zeitoptimale Regler f¨ur Systeme niedriger Ordnung
Beispiel U-Boot
Zeitoptimale Vorsteuerung
Strukturvariable Regelungen ohne Gleitzustand
Grundlagen strukturvariabler Regelungen
Regler mit abschnittweise linearer Struktur
Beispiel Containerkran
S¨attigungsregler
Funktionsweise und Stabilit¨at
Entwurf in mehreren Schritten
Beispiel HelikopterRegelungen f¨ur nichtlineare Regelstrecken
Gain-scheduling-Regler
Grundlagen
Illustrationsbeispiel
Beispiel Solarkraftwerk mit Parabolrinnenkollektor
Reglerentwurf mittels exakter Linearisierung
Grundidee und nichtlineare Regelungsnormalform
Nichtlinearer Regler und linearer Regelkreis
Beispiel Magnetlager
Regelstrecken mit interner Dynamik
Entwurfsverfahren
Beispiel Mondlandef¨ahreControl-Ljapunov-Funktionen
Grundlagen
Control-Ljapunov-Funktion f¨ur lineare Systeme
Regler f¨ur eingangslineare Systeme
Illustrationsbeispiel
Beispiel Kraftwerk mit NetzeinspeisungDas Backstepping-Verfahren
Idee des Verfahrens
Rekursives Schema f¨ur den Reglerentwurf
Illustrationsbeispiele
Beispiel Fluidsystem mit chaotischem VerhaltenRegelungen f¨ur lineare und nichtlineare Regelstrecken
Modellbasierte pr¨adiktive Regelung
Grundlagen und Funktionsweise
Lineare modellbasierte pr¨adiktive Regelung
LMPR mit Beschr¨ankungen
Beispiel Entw¨asserungssystem
Nichtlineare modellbasierte pr¨adiktive Regelung
Beispiel EindampfanlageStrukturvariable Regelungen mit Gleitzustand
Funktionsweise und Eigenschaften
Entwurf f¨ur lineare Regelstrecken
Dynamik im Gleitzustand
Nachweis der Robustheit
Beispiel DC-DC-Wandler
Entwurf f¨ur nichtlineare Regelstrecken
Beispiel optischer SchalterFuzzy-Control
Einf¨uhrung
Fuzzifizierung
Inferenz
Defuzzifizierung
Fuzzy-Systeme und Fuzzy-Regler
Beispiel Abstandsregelung f¨ur AutomobileBeobachterf¨ur nichtlineare Systeme
Beobachtbarkeit nichtlinearer Systeme
Definition der Beobachtbarkeit
Beobachtbarkeit autonomer Systeme
Beispiel Synchrongenerator
Beobachtbarkeit allgemeiner nichtlinearer Systeme
Nichtlineare Beobachtbarkeitsnormalform
Beobachtbarkeit eingangslinearer SystemeLuenberger-Beobachter f¨ur nichtlineare Regelkreise
Beobachterentwurf mittels Linearisierung
Funktionsweise und Entwurf
Regelkreis mit Beobachter
Beispiel Bioreaktor
Das erweiterte Kalman-Filter
Kalman-Filter f¨ur lineare Systeme
Das EKF f¨ur nichtlineare Systeme
Beispiel Flugzeugtriebwerk
High-gain-Beobachter
Einf¨uhrung und Funktionsweise
High-gain-Beobachter in allgemeiner Form
Beispiel chemischer Reaktor
Der Fall eingangslinearer SystemeW¨orterbuch
Deutsch → Englisch
Englisch → DeutschAnhang
A Daten zum Beispiel Containerkran
B Mathematische Zeichen und Funktionen
Literaturverzeichnis
Sachverzeichnis