Entwurf von modellbasierten Anti-Windup-Methoden für Systeme mit Stellbegrenzungen

Durch die Nichtbeachtung der immer vorhandenen Stellbegrenzungen bei der Auslegung eines Reglers kann es während des Betriebs zu einem unerwünschten Fehlverhalten des Regelkreises - dem sogenannten Windup - kommen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem systematischen Entwurf von Anti-Windup-Maßnahmen, die in Kombination mit einem zuvor ausgelegten Regler einen sicheren und effizienten Betrieb des Regelkreises trotz vorhandener Stellbegrenzungen gewährleisten. Es werden lineare und nichtlineare modellbasierte Anti-Windup-Methoden behandelt. Neben einer Stabilitätsgarantie für den Regelkreis und einer hohen Regelgüte liegt der Fokus auf einem einfach durchführbaren Entwurf mit möglichst wenigen vom Anwender zu wählenden Parametern. Letzteres wird durch eine auf konvexer Optimierung basierende Parametrierung des Anti-Windup erreicht

Ein einfaches weich strukturvariables Anti-Windup

Dieser Beitrag stellt eine neue, nichtlineare Anti-Windup-Maßnahme für lineare Systeme vor, die auf der weich strukturvariablen Zustandsregelung mittels impliziter Ljapunov-Funktionen basiert. Durch die variable Struktur des Anti-Windup (AW) kann zum einen die Regelgüte im Vergleich zu linearen AW-Ansätzen beträchtlich gesteigert werden. Der Vorteil gegenüber existierenden strukturvariablen AW-Strategien ist zum anderen ein geringerer Entwurfsaufwand und eine einfacher zu implementierende Regelstrategie bei gleicher Regelgüte, wie anhand eines Beispiel demonstriert wird

Ein einfaches weich strukturvariables Anti-Windup

Dieser Beitrag stellt eine neue, nichtlineare Anti-Windup-Maßnahme für lineare Systeme vor, die auf der weich strukturvariablen Zustandsregelung mittels impliziter Ljapunov-Funktionen basiert. Durch die variable Struktur des Anti-Windup (AW) kann zum einen die Regelgüte im Vergleich zu linearen AW-Ansätzen beträchtlich gesteigert werden. Der Vorteil gegenüber existierenden strukturvariablen AW-Strategien ist zum anderen ein geringerer Entwurfsaufwand und eine einfacher zu implementierende Regelstrategie bei gleicher Regelgüte, wie anhand eines Beispiel demonstriert wird