Zustandsregelung linearer Systeme — Eine Neubetrachtung State Feedback Control of Linear Systems — a Renewed Approach
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Günter Roppenecker
Zusammenfassung
Die bislang übliche Struktur zur Zustandsregelung linearer Systeme besteht aus einer Zustandsrückführung und einer Führungsgrößenaufschaltung über ein konstantes Vorfilter. Im Unterschied zur bewährten klassischen Regelung enthält sie keinen Soll-Istwert-Vergleich und die Aufschaltung über das Vorfilter ist abhängig vom Zustandsregler. Dieser Beitrag zeigt, dass Zustandsregelungen auch in eine Struktur mit Soll-Istwert-Vergleich überführt werden können, die zudem eine vom Zustandsregler unabhängige Vorsteuerung zur Führungs- und gegebenenfalls auch Störgrößenaufschaltung ermöglicht. Letztendlich können somit Zustandsregelungen immer auch in Form einer gewöhnlichen Regelung mit Soll-Istwert-Vergleich für die Regelgröße realisiert werden. Bei Verwendung einer modellgestützten Vorsteuerung lassen sich dabei das Führungsverhalten, die Reaktion auf durch Messung bekannte Störgrößen und die Ausregelung der sonstigen Einflüsse jeweils getrennt voneinander einstellen.
Abstract
The standard structure for state feedback control of linear systems so far used consists of a state feedback control law and a static prefilter to feed in the reference input. Unlike the proved structure of classical control systems it does not show a comparison of the reference input and the corresponding plant signal, and its prefilter depends on the state feedback controller. In this paper it is shown that the standard structure for state feedback control can also be transferred into an alternative structure which reveals a comparison of reference and corresponding plant signals, and in addition allows a feedforward path for reference input and disturbance injection which now proves to be independent of the controller. Finally it results that state feedback control can always be realized in the common structure of classical control systems as well. Hereby using a model-based feedforward controller the design of the reference input behaviour, of the reaction on measured disturbances and of the feedback controller to reject the remaining influences can be done separately.
© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, Germany
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