Robust und Optimal Control (ROC)

Dozent(en)

Lernziele

Der/die Lernende kann

  • die Robustheit von linearen Regelkreisen ermitteln und bewerten,
  • robuste Regler mit Hilfe des "Loop-Shapings" bestimmen,
  • H∞-Regler berechnen und das Ergebnis interpretieren,
  • die Möglichkeiten und Grenzen der H∞-Regelung beurteilen,
  • Regler mit Hilfe der μ-Synthese entwerfen ,
  • für kompliziertere Aufgaben der optimalen Regelung die Entscheidung für geeignete Lösungsmethoden treffen,
  • Strategien zu Lösung von Aufgaben der optimaler Regelung entwerfen,
  • Reglerparameter in optimaler Weise bestimmen und ihre Optimalität nachweisen,
  • das Ergebnis der Reglersynthese hinterfragen sowie
  • entsprechende Software anwenden und entwickeln.

Inhalt

  • Das Modul besteht aus den beiden Lehrveranstaltungen "Robuste Regelung" und "Optimal Control" mit folgenden Inhalten:
  • Robuste Regelung:
  • Eingrößensysteme mit multiplikativen Unsicherheiten
  • Loop Shaping
  • H∞-Regelung
  • Satz der kleinen Verstärkung
  • strukturierte Unsicherheiten
  • μ-Analyse und Synthese
  • Modellreduktion
  • Optimal Control:
  • Introduction into Optimal Control
  • Dynamic Programming
  • Variational Calculus for Optimal Control
  • The Maximum Principle in Controlling Nonlinear Systems
  • Numerical Methods for Optimal Control
  • Dynamic Programming for Uncertain Systems
  • possibly: Control with LMIs and Semidefinite Programming

Literatur

  • B. M. Chen: Robust and H∞-control. Springer, London, 2000.
  • J. C. Doyle, B. A. Francis, and A. R. Tannenbaum: Feedback Control Theory, Macmillan Publishing Company, New York, 1992.
  • M. Green and D. J. N. Limebeer: Linear Robust Control. Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1995.
  • K. Zhou and J. C. Doyle: Essentials of robust control, Prentice Hall, Upper Saddle River, 1998.
  • D.E. Kirk: Optimal Control Theory, Dover, 1998.
  • S. Boyd, L. El Ghaoui, E. Feron, V. Balakrishnan: Linear Matrix Inequalities in System and Control Theory, SIAM, 1994.

Weitere Referenzen werden in der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

Empfohlene Voraussetzungen

Kenntnisse entsprechend der Inhalte und angestrebten Lernergebnisse der Bachelor-Module

  • Lineare und nichtlineare Regelungssysteme
  • Matlab Grundlagen

sowie des Master-Moduls

  • Lineare optimale Regelung (kann parallel gehört werden - die Inhalte der LV "Lineare Optimale Regelung" und "Optimale Regelung" sind komplementär zueinander)

    Umfang

    6 Credits bzw. 5 SWS:

    • Robuste Regelung:  2 V + 0,5 Ü
    • Optimal Control: 2 V + 0,5 Ü (in English language)

    Lehrveranstaltungsnummer

    FB16-4075 (Optimal Control)
    FB16-4431 (Robuste Regelung)

    Zuordnung zu Studiengängen

    Elektrotechnik - Master
    Mechatronik - Master

    (als Wahlfach in weiteren Studiengängen)

    Additional Informations, Course Content, and Teaching Material: