Flachheitsbasierte Steuerung und Regelung eines Wärmeleitungssystems (Flatness-based Feedforward and Feedback Control of a Heat Conduction System)

Das lineare Modell eines örtlich eindimensionalen Wärmeleiters wird als Beispiel verwendet, um die flachheitsbasierte Steuerung und Regelung von parabolischen Systemen mit verteilten Parametern zu erläutern. Das betrachtete Wärmeleitermodell mit Randeingriff erlaubt den flachheitsbasierten Entwurf einer Steuerung mithilfe des inversen Systems, um eine hinreichend glatte Trajektorie des Ausgangs zu realisieren. Ein neues Verfahren zum Regler- und Beobachterentwurf ermöglicht die durchgängige flachheitsbasierte Synthese einer Folgeregelung mit Vorsteuerung und Zustandsschätzung. ... mehrDies wird beispielhaft für die Steuerung und Regelung des Übergangs zwischen stationären Temperaturprofilen gezeigt und anhand von Simulationsergebnissen diskutiert.

The linear model of a heat conduction rod in one space dimension is used as a benchmark example in order to explain the flatness-based feedforward and feedback control of parabolic distributed parameter systems. The considered heated rod model with boundary input allows the design of a feedforward control utilizing the inverse system representation in order to exactly track a sufficiently smooth output trajectory. A novel approach for design of a feedback control and an observer enables the unified flatness-based synthesis of tracking control with feedforward and state estimation. ... mehrThis approach is exemplarily explained for the finite time transition between stationary temperature profiles and illustrated by discussion of simulation results.