PID-Regelkreise mit zwei Freiheitsgraden
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Jan Lunze
Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze ist Leiter des Lehrstuhls für Automatisierungstechnik und Prozessinformatik der Ruhr-Universität Bochum. Seine Arbeitsgebiete sind die vernetzten Regelungssysteme, die hybriden dynamischen Systeme, die fehlertolerante Steuerung sowie die ereignisdiskreten Systeme. Er ist Autor zahlreicher wissenschaftlicher Beiträge und hat mehrere Monografien sowie Lehrbücher geschrieben.
Zusammenfassung
Der Beitrag zeigt für Regelkreise mit PID-Reglern, dass bei Verwendung einer Vorsteuerung ein Überschwingen in der Führungsübergangsfunktion nicht zu vermeiden ist. Es wird ein Verfahren angegeben, wie man den Verstärkungsfaktor der Aufschaltung so bestimmen kann, dass die quadratische Regelfläche minimiert wird. Für einfache Regelstrecken führt die explizite Lösung des betreffenden Optimierungsproblems auf ein intuitiv interessantes Ergebnis.
Abstract
The paper proves that for PID control loops overshooting of the command step response cannot be avoided if the control loop is extended by a feedforward term. It considers the determination of the feedforward gain by minimising the quadratic control error. The explicit solution of this optimisation problem leads, for simple plant models, to an intuitively interesting result.
Über den Autor / die Autorin
Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze ist Leiter des Lehrstuhls für Automatisierungstechnik und Prozessinformatik der Ruhr-Universität Bochum. Seine Arbeitsgebiete sind die vernetzten Regelungssysteme, die hybriden dynamischen Systeme, die fehlertolerante Steuerung sowie die ereignisdiskreten Systeme. Er ist Autor zahlreicher wissenschaftlicher Beiträge und hat mehrere Monografien sowie Lehrbücher geschrieben.
Danksagung
Diese Arbeit entstand im Ergebnis vieler Diskussionen über Einstellmöglichkeiten für PID-Regler mit Industrievertretern. Stellvertretend für die Diskussionspartner dankt der Autor Herrn Dr.-Ing. Dieter Schwarzmann (R. Bosch GmbH) für seine Anregung zu Untersuchungen, die zu diesem Beitrag geführt haben.
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© 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston
Artikel in diesem Heft
- Frontmatter
- Editorial
- Ausgewählte Beiträge des GMA-Fachausschusses 1.40, Teil 1
- Methoden
- PID-Regelkreise mit zwei Freiheitsgraden
- Zur Theorie und Anwendung der Flachheit nichtlinearer zeitdiskreter Systeme in Zustandsdarstellung
- Stabilisierung flacher Systeme in vorgebbarer endlicher Zeit
- Suboptimale Modellprädiktive Regelung mit einem Freiheitsgrad für unterlagerte Regelkreise
- Data-driven model predictive control: closed-loop guarantees and experimental results
- Applications
- Model based optimization of a novel ventricular assist device
- Adaptive model predictive stabilization of an electric cargo bike using a cargo load moment of inertia estimator
Artikel in diesem Heft
- Frontmatter
- Editorial
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- Methoden
- PID-Regelkreise mit zwei Freiheitsgraden
- Zur Theorie und Anwendung der Flachheit nichtlinearer zeitdiskreter Systeme in Zustandsdarstellung
- Stabilisierung flacher Systeme in vorgebbarer endlicher Zeit
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- Adaptive model predictive stabilization of an electric cargo bike using a cargo load moment of inertia estimator
