Daniel Zirkel

Ein neues Verfahren zum Entwurf von flachheitsbasierten Regelungen

Zusammenfassung Der Beitrag beschreibt ein neues Regelungskonzept für flache, nichtlineare Systeme. Es wird dargestellt, dass eine serielle Verschaltung von Regler und flacher Vorsteuerung die Benutzung linearer Werkzeuge für den Reglerentwurf ermöglicht. Dabei wird ebenfalls ein Vergleich zu den bekannten flachheitsbasierten Konzepten der exakten Zustands-Linearisierung, der Steuerungs-Linearisierung und der flachheitsbasierten IMC-Regelung durchgeführt. Abschließend erfolgt die Untersuchung des Konvergenzverhaltens der Fehlerdynamik des geschlossenen Regelkreises mit Hilfe von Linearisierung und polytoper Darstellung. Alle Analysen erfolgen beispielhaft anhand der Druckregelung eines einfachen Brennstoffzellen-Luftsystems 1. Ordnung. Abstract This article introduces a new control concept for flat nonlinear systems. It is shown that a serial setup of controller and flat feedforward allows a linear control design. This method is compared with published flatness-based concepts such as feedback linearization, feedforward linearization and internal model control. In addition the convergence of the tracking error system is investigated by means of linearization and polytopic expressions. A pressure control of a fuel-cell air system serves as an example.