Technisches Optimieren

F. Zach (Autor)

Buch | Softcover

XII, 282 Seiten

2012
Springer Wien (Verlag)
978-3-7091-8340-3 (ISBN)

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Space Flight Center (Greenbelt, Maryland, USA). In diesem Zusammenhang ist der Autor Herm Prof. Dr. H. v. BERTELE (Technische Hochschule Wien) und Mr. W. ISLEY (NASA) zu groBem Dank verpflichtet, da sie auf Grund ihrer praktischen Erfahrung den Autor immer auf das Wesentliche in Theorie und Anwendung hinweisen konnten. Dank gilt auch Prof. Dr. A. V. BALAKRISHNAN (University of California, Los Angeles), Prof. Dr. V. W. EVELEIGH (Syracuse University, New York), Prof. Dr. A. WEINMANN (Technische Hochschule Wien) und Prof. Dr. H. ZEMANEK (Technische Hochschule Wien) fur hilfreiche Diskussio nen bzw. die freundliche "Oberlassung von Forschungsergebnissen. Der Autor dankt weiters Herm Prof. Dr. B. KRITT (University of Baltimore, Maryland), Mr. M. SCHNEEBAUM, Prof. H. PRICE, Dr. J. GATLIN, Mr. D. ENDRES, Mr. K. DUCK, Mr. C. SCHERER, Dr. A. GUHA (NASA) und Dr. P. TILL (Technische Hochschule Wien) fUr, wertvolle Hinweise bzw. kritische Durchsicht des Manuskripts, sowie dem Springer-Verlag in Wien ffir die vorzugliche Ausstattung des Werkes. Wien, im Dezember 1973 FRANZ ZACH Inhaltsverzeichnis Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Der Begriff "Technisches Optimieren" . . . . . . 1 GeschicJ;1te und heutiger Stand der technischen Optimierung 1 Theoretische und praktische Aspekte der Optimierung. . . 2 Zielsetzung vorliegenden Buches . . . . . . . . . . . . 3 Einteilung der Optimierungsmethoden und Organisation des Buches . 3 1. Grundlegende Definitionen. . . . . 5 1. 1 Einfiihrung . . . . . . . . . 5 1. 2 Definition der Kontrollprobleme 5 1. 3 Sollwertoptimierung. . . . . . 6 1. 4 Optimierung des Verhaltens geschlossener Regelkreise . 6 1. 5 Weitere Optimierungsprobleme. . . . . 7 1. 6 Offene und geschlossene Wirkungskreise . 8 1. 7 Zusammenfassung 9 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . .

Der Begriff "Technisches Optimieren".- Geschichte und heutiger Stand der technischen Optimierung.- Theoretische und praktische Aspekte der Optimierung.- Zielsetzung vorliegenden Buches.- Einteilung der Optimierungsmethoden und Organisation des Buches.- 1. Grundlegende Definitionen.- 1.1 Einführung.- 1.2 Definition der Kontrollprobleme.- 1.3 Sollwertoptimierung.- 1.4 Optimierung des Verhaltens geschlossener Regelkreise.- 1.5 Weitere Optimierungsprobleme.- 1.6 Offene und geschlossene Wirkungskreise.- 1.7 Zusammenfassung.- Literatur.- 2. Grundlegende mathematische Hilfsmittel der Optimierung.- 2.1 Einführung.- 2.2 Zustandsvariable.- 2.3 Messung des Systemausganges.- 2.4 Die Übergangsmatrix.- 2.5 Kontrollierbarkeit und Beobachtbarkeit.- 2.6 Adjungierte Gleichungen.- 2.7 Wichtige Sätze über Differentialgleichungen.- 2.8 Die Riccatische Differentialgleichung.- Literatur.- 3. Optimierungskriterien.- 3.1 Einführung.- 3.2 Empirische Gütekriterien.- 3.3 Gütekriterien basierend auf Integralen des Regelfehlers.- 3.4 Gütekriterien zur Optimierung von Zeitaufwand und von Energie- und Treibstoffverbrauch.- 3.5 Zusammenfassung.- Literatur.- 4. Optimierung mit IBM der Variationsrechnung.- 4.1 Einführung.- 4.2 Variationsrechnung bei festen Endpunkten.- 4.3 Variationsrechnung bei variablen Endpunkten.- 4.4 Erweiterung auf Systeme nter Ordnung.- 4.5 Beispiele.- 4.6 Zusammenfassung.- Literatur.- 5. Das Maximumprinzip.- 5.1 Einführung.- 5.2 Beschränkungen der Kontrollvariablen.- 5.3 Beispiel einer charakteristischen Problemstellung.- 5.4 Die Methode des Maximumprinzips und stufenweise Zusammenfassung.- 5.5 Minimalzeitprobleme.- 5.6 Kombinierte Zeit-Treibstoff-optimale Kontrolle.- 5.7 Zusammenfassung.- Literatur.- 6. Praktische Optimierungsmethoden.- 6.1 Einleitung.- 6.2Methoden, basierend auf einer Testfunktionsantwort.- 6.3 Beziehungen zwischen den Gütekriterien, basierend auf dem Regel-(Kontroll-)Fehler und den Übertragungsfunktionen.- 6.4 Verallgemeinerte Optimierungsregeln.- 6.5 Optimierung des Absolutbetrages der Übertragungsfunktion (Betragsoptimierung).- 6.6 Vergleich der verschiedenen Optimierungsmethoden.- 6.7 Experimentelle Optimierungsmethoden.- 6.8 Optimierung von Abtastsystemen.- 6.9 Optimierung von Systemen mit freier Struktur.- 6.10 Schlußbemerkungen.- Literatur.- 7. Numerische Optimierungsmethoden.- 7.1 Die Gradientenmethode nach Bryson und Kelley.- 7.2 Balakrishnans ?-Methode.- 7.3 Zusammenfassung.- Literatur.- 8. Dynamisches Programmieren.- 8.1 Einleitung - Das Optimalitätsprinzip.- 8.2 Rechentechnische Probleme.- 8.3 Gesichtspunkte für die praktische Anwendung zur Kontrolle von Systemen.- 8.4 Spezialfall: Lineares System.- 8.5 Dynamisches Programmieren für kontinuierliche Prozesse.- 8.6 Lösung der Bellmanschen Gleichung.- 8.7 Standardisierte Lösungen.- 8.8 Beziehungen zwischen Dynamischem Programmieren, Variationsrechnung und Maximumprinzip.- 8.9 Zusammenfassung.- Literatur.- 9. Optimale Schätzung von Systemvariablen.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Grundsätzliches zur optimalen Schätzung.- 9.3 Diskrete Verfahren.- 9.4 Kontinuierliche Verfahren.- 9.5 Zusammenfassende Bemerkungen zur Anwendung optimaler Schätzmethoden.- Literatur.- Anhang 9.A Grundlagen aus der Wahrscheinlichkeitstheorie.- 10. Adaptive Systeme.- 10.1 Einleitung.- 10.2 Optimierungsziele bei adaptiven Systemen.- 10.3 Optimierungsmethoden bei adaptiven Systemen.- 10.4 Praktisches Anwendungsbeispiel offener und geschlossener Adaption und ihrer Kombination.- 10.5 Verallgemeinerung des adaptiven Verfahrens.- 10.6 Analytische Formulierung desadaptiven Prinzips.- 10.7 Adaptive Methoden angewandt auf mathematische Optimierungsverfahren.- 10.8 Beispiel: Anwendung adaptiver Kontrolle zur Optimierung der Lageregelung von Erdsatelliten.- 10.9 Weitere adaptive Systeme.- 10.10 Zusammenfassung.- Literatur.- 11. Multivariable Systeme und Hierarchische Kontrolle.- 11.1 Allgemeine Überlegungen.- 11.2 Demonstration der Methoden für multivariable Systeme an Hand eines Beispiels: Lageregelung eines Erdsatelliten bei Berücksichtigung der Kopplungen.- 11.3 Allgemeine Betrachtungen zu hierarchischen Kontrollsystemen.- 11.4 Optimierung der Sollwerte.- 11.5 Zusammenfassung.- Literatur.- 12. Lernende Systeme für die Optimierung von Kontrollsystemen.- 12.1 Einleitung.- 12.2 Klassifikation der Lernprinzipien nach Zemanek.- 12.3 Analyse eines typischen Lernprozesses.- 12.4 Notwendige Elemente einer Lernstruktur zur Optimierung von Kontrollsystemen.- 12.5 Praktische Beispiele.- 12.6 SchluBbemerkungen.- Literatur.- Wichtige Formelzeichen und Symbole.- Namen- und Sachverzeichnis.

Erscheint lt. Verlag	5.1.2012
Zusatzinfo	XII, 282 S.
Verlagsort	Vienna
Sprache	deutsch
Maße	170 x 244 mm
Gewicht	514 g
Themenwelt	Technik
Schlagworte	Planungsrechnung • Regelung • Steuerung
ISBN-10	3-7091-8340-5 / 3709183405
ISBN-13	978-3-7091-8340-3 / 9783709183403
Zustand	Neuware