Methoden zur Regelung hybrider dynamischer Systeme: Modelle, Regelkreise, Optimalsteuerung, Rechnerwerkzeuge und Mechatronik-Anwendungen
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2002
|
| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 8, Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik ; 970 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XII, 311 S. graph. Darst. : 21 cm |
| ISBN: | 3183970082 |
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|---|---|
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
PROBLEMSTELLUNGEN
HYBRIDER
REGELUNGEN
.
6
1.2
STAND
DER
FORSCHUNG
.
9
1.2.1
MODELLIERUNG
.
9
1.2.2
FORMALE
SPEZIFIKATION
.
13
1.2.3
SYNTHESE
VON
STEUERUNGEN/REGELUNGEN
.
14
1.2.4
QUALITATIVE
UND
QUANTITATIVE
ANALYSE
.
15
1.2.5
SIMULATIONSTECHNIK
.
16
1.2.6
SOFTWARE
ZUR
IMPLEMENTIERUNG
.
16
1.2.7
ANWENDUNGSBEREICHE
.
16
1.3
INHALTSUEBERSICHT
.
17
2
HYBRIDE
DYNAMISCHE
SYSTEME
-
HDS
20
EINLEITUNG
.
20
2.1
MODELLIERUNG
.
20
2.2
CHARAKTERISIERUNG
DES
DYNAMISCHEN
VERHALTENS
.
25
2.2.1
DISKONTINUIERLICHES
VERHALTEN
.
25
2.2.2
CHAOS
.
28
2.2.3
GLEITVORGAENGE
.
31
2.3
EINIGE
BEISPIELE
.
35
2.4
MECHATRONISCHES
KONTAKTBEISPIEL
.
37
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
40
3
HYBRIDE
REGELKREISSTRUKTUREN
41
EINLEITUNG
.
41
3.1
HYBRIDE
AUSGANGS
UND
ZUSTANDSREGELUNG
.
41
3.1.1
MECHATRONISCHES
KONTAKTBEISPIEL,
NOMINALFALL
.
43
3.1.2
MECHATRONISCHES
KONTAKTBEISPIEL,
MODELLPERTURBATION
.
47
3.2
HYBRIDE
KOMPENSATION
.
49
3.2.1
KONTINUIERLICHES
VORFILTER
.
51
3.2.2
DISKRETES
VORFILTER
.
51
3.2.3
ADAPTION
DES
REFERENZGENERATORS
.
51
3.2.4
ENTWURF
MIT
ZWEI
FREIHEITSGRADEN
.
52
3.2.5
KOMPENSATION
UEBER
DISKRETE
ZUSTANDSSEQUENZ
.
53
3.3
UMSCHALTUNG
KONTINUIERLICHER
REGLER
.
53
VI
INHALTSVERZEICHNIS
3.4
HYBRIDE
KASKADENREGELUNG
.
55
3.5
BEWERTUNG
DISKRETER
FEHLER
.
55
3.5.1
DISKRETE
FEHLER
AUS
BEWERTETEN
GRAPHEN
.
56
3.5.2
METRIK
FUER
DISKRETE
FEHLER
.
56
3.5.3
DISKRETE
ZUSTANDSFEHLER
DURCH
ARITHMETISCHE
SUBTRAKTION
.
58
3.6
HYBRIDER
BEOBACHTER
.
'
.
58
3.7
DISKRETE
ZUSTANDSSCHAETZUNG
.
59
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
59
4
HYBRIDE
OPTIMALSTEUERUNG
61
EINLEITUNG
.
61
4.1
GRUNDLAGEN
DER
KLASSISCHEN
OPTIMALSTEUERUNG
.
62
4.1.1
MEHRPUNKTRANDWERT
UND
MEHRPHASENPROBLEME
.
62
4.1.2
MECHATRONISCHES
BEISPIELSYSTEM
.
68
4.1.3
NUMERISCHE
LOESUNGSVERFAHREN
.
73
4.2
DAS
HYBRIDE
OPTIMALSTEUERUNGSPROBLEM
.
74
4.3
LOESUNGSANSAETZE
ZUR
HOS
.
78
4.3.1
ITERATIVE
LOESUNG
VON
MEHRPHASENPROBLEMEN
.
79
4.3.2
HYBRIDE
DYNAMISCHE
PROGRAMMIERUNG
.
80
4.3.3
TABELLARISCHE
DYNAMISCHE
PROGRAMMIERUNG
.
86
4.3.4
SUBOPTIMALE
LOESUNG
DURCH
GRAPHENSUCHE
.
87
4.3.5
DISKUSSION
DER
LOESUNGSVERFAHREN
.
93
4.4
ANDERE
VERFAHREN
AUS
DER
LITERATUR
.
94
4.4.1
IMPULSSTEUERUNG
.
94
4.4.2
HYBRIDE
MULTIAGENTEN-REGLERARCHITEKTUREN
.
95
4.4.3
GEMISCHT-GANZZAHLIGE
OPTIMIERUNG
.
96
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
97
5
ANALYSE
HYBRIDER
REGELKREISE
98
EINLEITUNG
.
98
5.1
STABILITAETSANALYSE
.
99
5.1.1
METHODE
DER
MEHRFACH-LJAPUNOV-FUNKTIONEN
.
100
5.1.2
SPEZIALFALL
GESCHALTETER
LTI-SYSTEME
.
102
5.2
ERREICHBARKEIT
.
111
5.2.1
BEISPIEL
EINER
THERMOSTAT-STEUERUNG
.
114
5.2.2
SOFTWARE-WERKZEUG
H
Y
T
ECH
.
117
5.2.3
ERREICHBARKEITSANALYSE
DURCH
H
Y
T
ECH
.
117
5.3
VERIFIKATION
.
120
5.3.1
VERIFIKATIONSSBEISPIEL
.
122
5.3.2
PARAMETERENTWURFSBEISPIEL
.
126
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
127
6
SIMULATIONSTECHNIK
128
EINLEITUNG
.
128
6.1
NUMERISCHE
PROBLEME
BEI
DER
SIMULATION
VON
HDS
.
130
INHALTSVERZEICHNIS
VII
6.1.1
BEISPIEL:
MECHANISCHES
KOLLISIONSPROBLEM
.
132
6.2
H
Y
S
IM
.
139
6.3
SIMULATION
VON
HDS
IN
S
TATEFLOW
.
140
6.4
OBJEKTORIENTIERTE
SIMULATION
.
146
6.4.1
D
YMOLA
.
146
6.4.2
O
MOLA
/O
MSIM
.
146
6.4.3
S
HIFT
.
147
6.5
MODELLIERUNGSSPRACHE
FUER
HDS
.
147
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
148
7
ANWENDUNGEN
149
EINLEITUNG
.
149
7.1
MEHRFINGRIGE
ROBOTERHAND
.
151
7.1.1
HYBRIDE
MODELLIERUNG
.
154
7.1.2
HYBRIDE
REGELUNGSARCHITEKTUR
.
157
7.1.3
HYBRIDE
REGELUNG
VON
UMGREIFAKTIONEN
.
158
7.1.4
KOMPENSATION
DISKRETER
GREIFZUSTANDSFEHLER
.
165
7.1.5
EXPERIMENTELLE
ANWENDUNG
.
176
7.2
LAUFMASCHINEN
.
183
7.2.1
BETRACHTUNG
EINES
EINZELBEINS
.
184
7.2.2
HYBRIDE
UEBERWACHUNGSSTEUERUNG
EINER
LAUFMASCHINE
.
185
7.2.3
HOS-SCHRITTPLANUNG
FUER
EINE
HUMANOIDE
LAUFMASCHINE
.
188
7.3
HOS
EINER
MEHRARM-TRANSPORTANWENDUNG
.
197
7.3.1
PROBLEMSTELLUNG
TRANSPORTAUFGABE
.
197
7.3.2
HYBRIDE
MODELLIERUNG
.
198
7.3.3
HOS-PROBLEMSTELLUNG
EINES
TYANSPORTARMS
.
199
7.3.4
HYBRIDES
MODELL
DES
MEHRARMSYSTEMS
.
201
7.3.5
SUBOPTIMALE
LOESUNG
DES
MEHRARMPROBLEMS
.
204
7.4
UNTERAKTUIERTER
ROBOTER
R2D1
.
206
7.4.1
AUFBAU
UND
KONTINUIERLICHES
MODELL
VON
R2D1
.
208
7.4.2
HYBRIDE
MODELLIERUNG
.
210
7.4.3
HOS
FUER
R2D1
.
211
7.4.4
STABILITAETSNACHWEIS
EINER
HYBRIDEN
REGELUNGSSTRATEGIE
.
213
7.4.5
EXPERIMENTELLE
ANWENDUNG
.
218
7.5
HYBRIDE
REGELUNG
VON
TELEAKTIONSSYSTEMEN
.
219
7.5.1
PROTOTYPISCHES
TELEAKTIONSSYSTEM
EINER
TELEBOHRMASCHINE
.
220
7.5.2
HYBRIDE
MODELLIERUNG
.
221
7.5.3
ZEITVERZOEGERTE
SYNCHRONISATIONSSIGNALE
.
222
7.5.4
EXPERIMENTELLE
ANWENDUNG
.
223
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
227
8
SCHLUSSBEMERKUNGEN
230
8.1
THEORIE
.
230
8.2
SOFTWARE-WERKZEUGE
.
232
8.3
ANWENDUNGEN
.
232
VIII
8.4
AUSBLICK
.
234
A
MODELLIERUNG
VON
HDS
236
EINLEITUNG
.
236
A.L
TAXONOMIE
HYBRIDER
MODELLE
.
YY
.
236
A.2
VERGLEICH
HYBRIDER
MODELLE
.
239
A.2.1
DAS
TAVERNINI
T
AV
MODELL
.
239
A.2.2 DAS
BACK-GUCKENHEIMER-MYERS
BGM
MODELL
.
240
A.2.3
DAS
NERODE-KOHN
NK
MODELL
.
240
A.2.4
DAS
ANTSAKLIS-STIVER-LEMMON
ASL
MODELL
.
243
A.2.5
DAS
BROCKETT
B
RO
MODELL
.
243
A.2.6
DAS
BRANICKY-BORKAR-MITTER
BBM
MODELL
.
243
A.2.7
DISKUSSION
DER
MODELLE
T
AV
,
BGM,
NK,
ASL,
B
RO
,
BBM
.
247
A.2.8
ABGRENZUNG
DES
BBM
UND
DES
HZM
MODELLS
.
249
A.2.9
B/E-SYSTEME
.
251
A.2.10
HYBRIDE
AUTOMATEN
.
254
A.2.11
NETZ-ZUSTANDS-MODELL
NZM
.
257
A.3
ZEITDISKRETE
MODELLE
.
260
A.3.1
DSS/CSS
MODELL
.
260
A.3.2
MLD
MODELLE
.
262
B
IMPLEMENTIERUNG
264
EINLEITUNG
.
264
B.L
LINIEN-JONGLIERROBOTER
.
264
B.2
HDS
MIT
GLEITVORGAENGEN
.
268
B.3
FEDER-MASSE-DAEMPFER-SYSTEM
.
270
B.4
MECHATRONISCHES
KONTAKTBEISPIEL
.
274
B.4.1
SIMULINK/STATEFLOW-IMPLEMENTIERUNG
DES
HYBRIDEN
PROZESSES
.
274
B.4.2
HYBRIDE
REGELUNG,
UMSCHALTUNG
ZWISCHEN
GESCHWINDIGKEITS
UND
KRAFTREGELUNG
.
275
B.4.3
HYBRIDE
REGELUNG,
UMSCHALTUNG
ZWISCHEN
POSITIONS
UND
KRAFTREGELUNG,
HYBRIDE
KOMPENSATION
.
275
B.5
HUEPFROBOTER
.
280
B.6
MECHANISCHE
KOLLISION
.
285
B.7
UEBERSICHT
UEBER
DIE
MATLAB-QUELLCODES
.
288
LITERATURVERZEICHNIS
290
INDEX
309 |
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