Early-Lumping Based Controller Synthesis for Linear Infinite-Dimensional Systems
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Abstract
Controllers for systems with spatially distributed parameters are often designed on the basis of an approximation model. Doing so, the neglected system dynamics might have a negative impact on the closed-loop behavior. This dissertation presents several approaches to deal with this undesired effect in a systematic way. These address continuous-time as well as discrete-time compensators with particular low order. The considered system class covers a variety of linear parabolic, hyperbolic, and biharmonic systems with spatially distributed inputs and outputs, as well as a class of time-delay systems. The dynamics of these systems and the closed-loop behavior are represented on the basis of state space models. The applied functional analytic tools are explained in detail.
Abstract
Der Reglerentwurf für Systeme mit örtlich verteilten Parametern wird in der Praxis häufig anhand eines Approximationsmodells durchgeführt. Dabei kann sich die vernachlässigte Streckendynamik ungünstig auf das Regelkreisverhalten auswirken. Diese Dissertation verfolgt das Ziel, jenem unerwünschten Nebeneffekt in systematischer Weise entgegenzuwirken. Die vorgestellten Maßnahmen für zeitkontinuierliche und zeitdiskrete Regelungen eignen sich besonders zur Erzielung niedriger Reglerordnungen. Die betrachtete Systemklasse umfasst eine Vielzahl linearer parabolischer, hyperbolischer und biharmonischer Systeme mit örtlich verteilten Ein- und Ausgängen, sowie eine Klasse von Totzeitsystemen. Die Beschreibung dieser Systeme sowie des Regelkreisverhaltens erfolgt auf der Basis von Zustandsmodellen. Die eingesetzten Verfahren der Funktionalanalysis werden ausführlich erläutert.