Regelungstheoretische Analyse- und Entwurfsansätze für unteraktuierte mechanische Systeme

Carsten Knoll (Autor)

Buch | Softcover

208 Seiten

2016 | 2. Auflage
epubli (Verlag)
978-3-7418-4910-7 (ISBN)

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Die Arbeit ist der regelungstheoretischen Betrachtung von mechanischen Systemen mit mehr Freiheitsgraden als Stellgrößen gewidmet. Dabei werden Aspekte aus den Teilgebieten Modellbildung, Systemanalyse, Steuerungsentwurf und Reglerentwurf behandelt.Den Ausgangspunkt bilden die aus dem Lagrange-Formalismus resultierenden Bewegungsgleichungen, für welche eine spezielle Byrnes-Isidori-Normalform eingeführt wird. Weiterhin wird die bedeutende Eigenschaft der differentiellen Flachheit im Zusammenhang mit mechanischen Systemen untersucht: Es wird eine spezielle Variante der Regelflächenbedingung betrachtet, eine neue notwendige Bedingung basierend auf dem sog. Variationssystem diskutiert und schließlich die Eigenschaft Konfigurationsflachheit untersucht, wobei der Fokus hier zur Vereinfachung auf linearen Systemen liegt.Bezüglich des Entwurfs von Solltrajektorien werden neben der Darstellung bekannter Verfahren für lineare und für flache Systeme zwei weitere Ansätze genauer diskutiert. Der erste basiert auf der numerischen Lösung des aus dem Steuerungsentwurf resultierenden Randwertproblems, während der zweite die Überführung zwischen zwei Ruhelagen durch Ausnutzung der Zeitumkehrsymmetrie, die alle konservativen mechanischen Systeme aufweisen, betrachtet.In praktischen Realisierungen von unteraktuierten Regelungssystemen treten auf Grund von Effekten wie trockener Reibung und Getriebespiel oft Dauerschwingungen mit schwer vorhersagbaren und beeinflussbaren Parametern auf. Als Alternative zur klassischen Stabilisierung einer (theoretischen) Ruhelage wird deshalb eine Rückführung hergeleitet, welche für ein gegebenes lineares System einen stabilen Grenzzyklus mit vorgebbarer Frequenz und Amplitude asymptotisch stabilisiert.

Der Autor ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Regelungs- und Steuerungstheorie der TU Dresden.

Erscheinungsdatum	13.09.2016
Sprache	deutsch
Maße	210 x 297 mm
Gewicht	640 g
Themenwelt	Mathematik / Informatik ► Mathematik ► Angewandte Mathematik
Schlagworte	differentielle Flachheit • Flachheitsbedingungen • Regelungstheorie • Stabilisierung von Grenzzyklen • Trajektorienplanung • unteraktuierte mechanische Systeme
ISBN-10	3-7418-4910-3 / 3741849103
ISBN-13	978-3-7418-4910-7 / 9783741849107
Zustand	Neuware