Skip to main content
Disciplines
Automotive Business IT + Informatics Construction + Real Estate Electrical Engineering + Electronics Energy + Sustainability Insurance + Risk Finance + Banking Management + Leadership Marketing + Sales Mechanical Engineering + Materials
Events
DE
EN
Books
Journals
Topic Page
Marketing
Start single access now
Access for companies
EXTENDED SEARCH
Log in
Top

2014 | Book

Grundlagen nichtlinearer Systeme Read chapter Read first chapter

Nichtlineare Systeme und Regelungen

Author: Jürgen Adamy

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

Login to get access
insite
SEARCH

About this book

Dieses Lehrbuch gibt eine anschauliche Einführung in die Theorie und Anwendung nichtlinearer Regelungen. Der Autor stellt die in Forschung und industrieller Anwendung immer wichtiger werdenden Verfahren der nichtlinearen Regelungen vor und erläutert sie. Wesentliche Merkmale sind die gute Verständlichkeit der Darstellung sowie die hervorragenden Abbildungen. Die praktische Bedeutung der beschriebenen Regelungen wird anhand zahlreicher Beispiele illustriert.

Gegenüber der ersten Auflage ist die zweite überarbeitet und wesentlich erweitert. Systemeigenschaften wie die Steuerbarkeit, die Flachheit und die Passivität wurden hinzugenommen. Neben der flachheitsbasierten und der passivitätsbasierten Regelung sind nun auch die exakte Linearisierung im MIMO-Fall und die exakte Zustandslinearisierung Teil des Buches. Entsprechend den hinzugekommenen Systemeigenschaften wurde der Titel von "Nichtlineare Regelungen" in "Nichtlineare Systeme und Regelungen" geändert.

Das Buch richtet sich sowohl an Studierende der Elektrotechnik, Informationstechnik und des Maschinenbaus als auch an Ingenieure in der Industrie.

Table of Contents

Frontmatter
1. Grundlagen nichtlinearer Systeme
Zusammenfassung
Mittels linearer Modelle und linearer Systembeschreibungen kann nur ein Teil der Prozesse und Systeme, wie sie in der Natur und der industriellen Praxis vorkommen, beschrieben werden. Der andere Teil ist nichtlinear und muss durch nichtlineare Modelle nachgebildet werden. Die lineare Systemtheorie ist im Allgemeinen auf nichtlineare Systeme nicht anwendbar. Es sei denn, ein nichtlineares System kann hinreichend genau durch ein lineares Modell approximiert werden.
Jürgen Adamy
2. Grenzzyklen und Stabilitätskriterien
Zusammenfassung
Das Verfahren der harmonischen Balance dient dazu, in nichtlinearen Regelkreisen, welche die in Bild 2.1 abgebildete Struktur besitzen oder in diese gebracht wurden, Grenzzyklen aufzuspüren. Der abgebildete Regelkreis wird als nichtlinearer Standardregelkreis bezeichnet. Er besteht aus einem linearen System, das hier durch seine Laplace-Übertragungsfunktion \(G(s)\) dargestellt ist, und einer nichtlinearen Kennlinie \(u = f(e)\), die z.B. als Regler fungiert.
Jürgen Adamy
3. Steuerbarkeit und Flachheit
Zusammenfassung
Aufgabe einer Steuerung oder Regelung ist es, eine Regelstrecke so zu beeinflussen, dass ein bestimmter Zustand \({x_e}\) eingenommen oder – in einer weiterreichenden Form – einer vorgegebenen Trajektorie \({x_{{\rm{soll}}}}(t)\) gefolgt wird.
Jürgen Adamy
4. Regelungen für lineare Regelstrecken
Zusammenfassung
Jedes reale Stellglied eines Regelkreises besitzt eine Beschränkung der Stellgröße \(u\), da seine maximale Stellleistung endlich ist. Bild 4.1 illustriert einen entsprechenden Regelkreis mit Regelstrecke \(G(s)\), Regler \(K(s)\) und Begrenzungsglied, wobei der Regler und das Begrenzungsglied das Stellglied bilden.
Jürgen Adamy
5. Regelungen für nichtlineare Regelstrecken
Zusammenfassung
Gain-scheduling-Methoden ermöglichen es auf Basis der linearen Systemtheorie, relativ einfache und in der Praxis bewährte Regelungen für nichtlineare Regelstrecken zu entwerfen. Aus diesen Gründen haben Gain-scheduling- Regler eine große Verbreitung gefunden. Typische Anwendungen sind Flugregelungen, Regelungen in der chemischen Prozessindustrie und Regelungen in mechatronischen Systemen.
Jürgen Adamy
6. Regelungen für lineare und nichtlineare Regelstrecken
Zusammenfassung
Modellbasierte prädiktive Regelungen (MPR) sind die am häufigsten in der Industrie eingesetzten fortgeschrittenen Regelungsverfahren [44, 121, 192, 248, 249]. In der Prozessindustrie, insbesondere in Raffinerien und der Chemieindustrie, sind MPR etablierte Standardverfahren. MPR sind nichtlineare Regelungsverfahren, die universell sowohl für lineare Regelstreckenmit Beschränkungen von Stell- und Zustandsgrößen als auch für nichtlineare Regelstrecken geeignet sind.
Jürgen Adamy
7. Beobachter für nichtlineare Systeme
Zusammenfassung
Im Fall nichtlinearer Regelkreise mit Zustandsregler stellt sich die Frage, wie man die Zustandsgrößen \({x_i}\) der Regelstrecke ermittelt, wenn man sie nicht messen kann oder will. Die Situation ist also vergleichbar mit dem Fall linearer Systeme in Zustandsraumdarstellung, bei denen auch oft die Zustandsgrößen \({x_i}\) nicht messbar sind oder die Messung zu kostenintensiv ist.
Jürgen Adamy
8. Wörterbuch
Jürgen Adamy
Backmatter
Metadata
Title
Nichtlineare Systeme und Regelungen
Author
Jürgen Adamy
Copyright Year
2014
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-45013-6
Print ISBN
978-3-642-45012-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-45013-6