Folgeregelung nichtlinearer Eingrößensysteme mittels linearer zeitvarianter Ausgangsrückführung (Tracking Control for Nonlinear Single Input Systems Using Linear Time-Varying Output Feedback)

Zusammenfassung Dieser Beitrag behandelt den Entwurf von Folgereglern für nichtlineare Eingrößensysteme mittels linearer zeitvarianter dynamischer Ausgangsrückführung, die anhand der Linearisierung der Strecke um die Solltrajektorie bestimmt wird. Der Folgeregler besteht aus einem reduzierten Beobachter zur Rekonstruktion der Stellsignale einer linearen zeitvarianten Zustandsrückführung, welche eine stabile Folgefehlerdynamik sicherstellt. Beim Entwurf wird direkt die Ein-/Ausgangsdifferentialgleichung des Reglers durch Eigenwertvorgabe für lineare zeitinvariante Fehlerdifferentialgleichungen bestimmt, was den Entwurf vereinfacht. Anhand eines Laboraufbaus zur Regelung der Drehzahl eines Gleichstrommotors wird gezeigt, dass sich mit der vorgestellten Entwurfsmethodik ein linearer zeitvarianter Folgeregler niedriger Ordnung sowie vergleichsweise einfacher Struktur berechnen lässt. Summary In this contribution the construction of tracking controllers for nonlinear single-input systems using linear time-varying dynamic output feedback is presented. The design is based on a linearization of the nonlinear system along the reference trajectory. The design process is simplified by the fact that directly the inputoutput description of the controller is derived. The effictiveness of the approach is demonstrated for a laboratory setup of a boost-converter driven dc-motor. In this case a low order dynamic feedback with a simple structure is obtained.