Entwurf zeitvarianter Filter für iterativ lernende Regelungen auf Basis der Wavelet-Transformation (Design of Time variant Filters for Iterative Learning Controllers based on Wavelet Transforms)

Abstract

Iterativ lernende Regelungen (ILR) sind Verfahren, die die zyklische Arbeitsweise eines Prozesses nutzen, um die Steuerung des Prozesses über die Zyklen zu optimieren. Der Regelfehler zur Berechnung der Stelltrajektorie wird dabei direkt von den Messstörungen beeinflusst. Die Verwendung zeitvarianter Filter erlaubt eine Verbesserung der Regelgüte. In dieser Arbeit wird ein Verfahren zum Entwurf zeitvarianter Filter auf Basis der Waveletzerlegung beschrieben. Nach einer kurzen Einführung in die Theorie zeitdiskreter ILR wird auf die Grundlagen der zeitvarianten Filterung sowie auf die Integration der zeitvarianten Filter in den ILR-Algorithmus eingegangen. Abschließend wird das Verfahren anhand einer Simulation sowie anhand der Ergebnisse an einer realen verfahrenstechnischen Anlage diskutiert.Iterative learning control (ILC) is a control scheme that takes advantage of the cyclic nature of a process, in order to improve the plant output from cycle to cycle. As the ILC uses the measured system output trajectory for calculation of an improved input trajectory, disturbances in the measurements highly affect the performance of this control scheme. The integration of time variant filters into the ILC-loop is a suitable method for removing these disturbances and thus improves the quality of control. In this paper, we present a method to design time variant filters based on wavelet decompositions of the control signals. The article describes how the filtering methods are integrated into the context of discrete time ILC. The theoretical results are complemented by results obtained from a real world processing plant.