Entwurf zeitdiskreter Ausgangsregler für Systeme unter Stellgrößen- und Stellratenbeschränkungen

Im Rahmen dieses Buchs wird eine neue optimierungsbasierte Reglerentwurfsmethode für Systeme mit Stellgrößen- sowie Stellratenbeschränkungen entwickelt. Als Optimierungsaufgaben werden beispielsweise die schnelle Regelung, die Maximierung des Stabilitätsbereiches oder die Reduktion von Oszillationen behandelt. Neben den optimierten Regelparametern liefert die Methodik einen Stabilitätsbeweis für den geschlossenen Regelkreis unter Berücksichtigung der Stellgrößen- und Stellratenbeschränkungen. Dazu werden basierend auf der Stabilitätstheorie von Ljapunow lineare Matrixungleichungen formuliert, welche durch eine iterative Vorgehensweise gelöst werden. Dies verringert die Konservativität der Ergebnisse bezüglich bestehender Verfahren und führt zur Einhaltung verschärfter Gütekriterien. Zudem entsteht durch die neue Methode ein Rahmenwerk für den generischen Entwurf verschiedener praxisrelevanter Reglerstrukturen. Unter anderem können dadurch sowohl beobachterbasierte Zustandsrückführungen und PID-Regler als auch Anti-Windup-Strukturen parametriert werden.