Regelungstechnische Analyse und Synthese von Mehrkörpersystemen in Deskriptorform:
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 8]
478 |
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adam_text | Titel: Regelungstechnische Analyse und Synthese von Mehrkörpersystemen in Deskriptorform
Autor: Schüpphaus, Rolf
Jahr: 1995
Inhalt V Inhalt 1 Einleitung 1 1.1 Literaturüberblick................................. 4 1.2 Ziel und Aufbau der Arbeit........................... 5 2 Systembeschreibungen und Modellierung 7 2.1 Allgemeine Deskriptorsysteme.......................... 7 2.2 Mechanische Deskriptorsysteme......................... 9 2.3 Verkopplung mechanischer Subsysteme.....................12 2.4 Äquivalente Formen von Deskriptorsystemen..................15 2.4.1 Differential-algebraische Formen.....................16 2.4.2 Kroneckerformen.............................18 2.4.3 Analytische Kroneckernormalformen ..................20 2.4.3.1 Holonome Systeme.......................20 2.4.3.2 Nichtholonome Systeme....................22 2.4.3.3 Systeme mit Beschleunigungsbedingungen..........25 2.4.3.4 Systeme mit Kraftkopplungen.................26 2.4.3.5 Mechanische Deskriptorsysteme mit gemischten Zwangsbedingungen ..........................27 2.4.4 Kroneckertransformation und Elimination der Zwangskräfte.....35 3 Analyse mechanischer Deskriptorsysteme 37 3.1 Regularität ....................................37 3.2 Index........................................42 3.3 Kausalität.....................................44 3.4 Stabilität .....................................45 3.4.1 Eigenwerte.................................46 3.4.2 Direkte Methode von Ljapunov.....................49 3.5 Steuerbarkeit...................................53 3.6 Beobachtbarkeit.................. 58 3.7 Stabilisierbarkeit und Entdeckbarkeit......................62 3.8 Normalisierbarkeit und duale Normalisierbarkeit................63
VI Inhalt 4 Synthese mechanischer Deskriptorsysteme 66 4.1 Zustandsrückführungen..............................67 4.1.1 Proportionale Zustandsrückführung...................68 4.1.1.1 Polvorgabe...........................70 4.1.1.2 Optimale Regelung.......................72 4.1.1.3 Optimale Regelung mit Minimierung der Zwangskräfte ... 73 4.1.2 Differentielle Zustandsrückführung ...................75 4.2 Beobachter ....................................77 4.3 Der stabilisierte Shuffle-Algorithmus ......................78 4.3.1 Stabilisierter Shuffle-Algorithmus bei mechanischen Deskriptorsystemen ................................... 81 4.3.2 Interpretation des stabilisierten Shuffle-Algorithmus als PD- Zustandsrückführung........................... 83 4.3.3 Reguläre Stabilisierung versus Kraftkopplung .............84 4.4 Vergleich: Reglerentwurf in Deskriptor- oder Zustandsform? .........87 5 Descriptor System Toolbox 89 5.1 Modellierungsfunktionen.............................90 5.2 Analysefunktionen ................................91 5.3 Synthesefunktionen................................91 5.4 Simulationsfunktionen..............................92 5.5 Hilfsfunktionen..................................92 6 Beispiele und Simulationen 93 6.1 Lastkraftwagen..................................93 6.2 Rollringgetriebe mit Nutzlast ..........................99 7 Zusammenfassung und Ausblick 102 A Lastkraftwagen 105 A.l Systemmatrizen..................................105 A. 2 Variablenbezeichnungen und Systemdaten...................106 B Rollringgetriebe 108 B. l Systemmatrizen..................................108 B.2 Variablenbezeichnungen und Systemdaten...................108 Literaturverzeichnis 109
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