Adaptive und strukturvariable Regelungsysteme
Lehrveranstaltungsnummer: 100908 (Modul) / 100755 (Fach)
Dozent: Dr. Kai Wulff
Umfang: 2 SWS VL, 1 SWS Übung, 1 SWS Praktikum, 5 LP
Zum Modul gehört ein Praktikum, das aus 2 Versuchen besteht.
Zur Anrechnung des Moduls müssen diese Versuche erfolgreich absolviert werden, sie sind jedoch nicht Prüfungsvoraussetzung.
verbindliche Anmeldung zum Praktikum via Thoska-System bis 31. 10.
Turnus: Wintersemester
Studiengänge: EIT_MA (AST), EPCE_MA, II_MA (TKST), MTR_MA (MTS), MTR_MA (RMS), TKS_MA
Voraussetzungen: lineare Regelungssysteme im Frequenzbereich (RST 1) und im Zustandsraum (RST 2 oder DR)
Prüfung: mündlich (30Min)
Prüfungstermine: wird noch bekannt gegeben, Anmeldung im Sekretariat
Termine im WS 2020/21:
LV wird als Präsenzveranstaltung angeboten.
Zur Teilnahme schreiben Sie sich verbindlich in den zugehörigen Moodle-Kurs ein!
Termine und Räume stehen nun fest (Stand: 08.10.20).
Vorlesung/Übung | dienstags | 11.00 - 12.30 Uhr |
|
Vorlesung/Übung | montags | 11.00 - 12.30 Uhr | Sr HU 211/212 |
Aus didaktischen Gründen finden stets 2 Vorlesungen gefolgt von einer Übung statt. Daher können sich die Wochentage entsprechend verschieben.
Alle weiteren organisatorischen Ankündigungen werden im Moodle-Kurs gegeben!
Zusatztermin: bislang nicht geplant
Gliederung:
I FREQUENZBEREICH
1. Typische stationäre Kennlinien
2. Beschreibungsfunktion
3. Oszillationen und Grenzzyklen
4. Methode der Harmonischen Balance
5. Absolute Stabilität
6. Positiv relle Funktionen, Kalman-Yakubovich-Popov- Lemma
7. Kreiskriterium
8. Absolute Stabilität im stationären Fall
II ZEITBEREICH
9. Gain-Scheduling und strukturvariable Regelung
10. Lineare schaltende Systeme
11. Stabilität für beliebiges Schalten
12. Gemeinsame quadratische Lyapunovfunktionen
12.1 Wurzelortskurvenkriterien
12.2 Zusammenhang zur absoluten Stabilität
12.3 Kaskadierte Systeme
12.4 Numerische Lösung
13. Schalten im Zustandsraum
14. Gleitzustandsregelung (Sliding-mode Control)
Übungsblätter:
Übungsblatt 2 (3 Vorbereitungsaufgaben)
Beiblätter und ergänzendes Material zur Vorlesung
Sammlung konverser Theoreme zur Stabilität schaltender Systeme
Fitts Gegenbeispiel (Aizermans Vermutung), Matlab-Demo aus VL 3: m-file**, mdl-file**
Matlab-Demo** schaltendes System
Weihnachtsrätsel: Betrachten Sie die Schaltreihenfolge {System 2, System 1} bei einer dwell-time von 1.11s. Simulieren Sie die Lösung einmal für 6 Perioden und einmal für 20 Perioden. Ist die Lösung beschränkt? Wie erklären Sie das zu beobachtende Verhalten?
** zum download bitte mit Uni-Account einloggen
Praktikum:
Zum Modul gehört ein Praktikum, das aus 2 Versuchen besteht.
Zur Anrechnung des Moduls müssen diese Versuche erfolgreich absolviert werden, sie sind jedoch nicht Prüfungsvoraussetzung.
verbindliche Anmeldung zum Praktikum via Thoska-System bis 31. 10.
1. Versuch: ASR 1
Termine für Wintersemester 2020/21
Mi | 13.00 - 17.00 Uhr | Z 4004 | |
| Mi | 09.12.20 | 13.00 - 17.00 Uhr | Z 4004 |
Terminvergabe (wird in Kürze freigeschaltet) über unser online-portal
2. Versuch: ASR 2
Termine für Wintersemester 2020/21
Mi | 13. 1. 21 | 13.00 - 16.00 Uhr | Z 4004 |
| Mi | 27. 1. 21 | 13.00 - 16.00 Uhr | Z 4004 |
Terminvergabe (wird in Kürze freigeschaltet) über unser online-portal
Literaturvorschläge:
Im folgenden einige Vorschläge, in denen wichtige Elemente der Vorlesung nachzulesen sind.
1. Geschaltete Systeme
- Daniel Liberzon. Switching in Systems and Control. Birkhäuser, Boston, 2003.
- Mikael Johansson. Piecewise Linear Control Systems. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2003.
- R. Shorten, F. Wirth, O. Mason, K. Wulff, and C. King. Stability Criteria for Switched and Hybrid Systems. SIAM Review, 49(4):545–592, 2007 (URL) (Wissenschaftlicher Aufsatz, kein Lehrbuch. also nur für Leute, die es genau wissen wollen!)
2. Stabilität linearer Systeme (Stabilitätstheorie)
- W. J. Rugh. Linear System Theory. 2. Edition. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1996.
3. Nichtlineare Systeme (Stabilitätstheorie und klassische Methoden im Frequenzbereich)
- Ch. Desoer, M. Vidyasagar. Feedback Systems: Input-Output Properties, Academic Press, London, 1975.
- M. Vidyasagar. Nonlinear Systems Analysis. 2. Edition. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1993.
- H. K. Khalil. Nonlinear Systems. 3. Edition. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2002.
- O. Föllinger. Nichtlineare Regelungssysteme 1. 7. Edition. Oldenbourg, München, 1993.
- O. Föllinger. Nichtlineare Regelungssysteme 2. 7. Edition. Oldenbourg, München, 1993.
4. Adaptive Systeme
- P. A. Ioannou, J. Sun. Robust Adaptive Control, Prentice Hall, 1996. (re-print by Dover Publications)
5. Sliding-Mode Control
- Y. Shtessel, C. Edwards, L. Fridman, A. Levant. Sliding Mode Control and Observation. Birkhäuser, Basel, 2013. (intro)