Regelungen Analyse und technischer Entwurf

Weinmann, Alexander

doi:10.1007/978-3-7091-3288-3

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“…8 sind die Stabilitä tseigenschaften der beiden Verfahren verglichen. Als kennzeichnende Grö ße zur Beurteilung der Stabilitä t wurde der Stabilitä tsradius r, der sich aus dem Abstand der Nyquistkurve des offenen Kreises zum Nyquistpunkt zusammensetzt (Weinmann, 1995), ü ber der Grenzfrequenz des Rü ckkopplungsfilter T AA,ME aufgetragen. Es ist ersichtlich, dass das klassische Simulationsverfahren (I) ab einer Grenzfrequenz von ca.…”

Section: Diskussionunclassified

Verbesserung der Genauigkeit und Stabilitätseigenschaften von Power Hardware-in-the-Loop-Simulationen mittels einer Dual-Rate-Schnittstelle

Viehweider

Lauss

Lehfuß

2011

Elektrotech. Inftech.

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Die Power Hardware-in-the-Loop-Simulation (PHIL) stellt eine komplexe Integration eines klassischen, physikalischen Systemtests (Hardware) mit einer reinen Simulation (Software) dar. Dieser Beitrag stellt u. a. eine Methode vor, gute Stabilitä tseigenschaften einer PHIL-Simulation zu erzielen, und befasst sich mit dem damit gekoppelten Problem der erzielbaren Systemgenauigkeit. Die Basisvoraussetzungen hierfü r sind durch ein leistungsfä higes Echtzeitsimulationssystem, einen geeigneten Leistungsverstä rker (Linearitä t und hohe Bandbreite) sowie ein hinreichendes Messsystem definiert, wobei die Gü te der verwendeten Gerä te bezogen auf die Dynamik eine entscheidende Rolle spielt, um sinnvolle Aussagen mittels PHIL-Simulationen machen zu kö nnen. Aktuelle Einsatzgebiete finden sich beispielsweise im industriellen F&E-Bereich, in der modernen elektrischen Energie-und Antriebstechnik und im Bereich der Leistungselektronik.Schlü sselwö rter: Echtzeitsimulation; (Power) Hardware-in-the-Loop; Systemtest; Komponententest; Stabilitä t Improvement of accuracy and stability of Power Hardware-in-the-Loop Simulations via a dual-rate interface.Power Hardware-in-the Loop Simulation (PHIL) constitutes a complex integration of a classical, physical system test (hardware) in combination with a pure computer simulation (software). This article presents methods to reach applicable characteristics of stability and deals with the closely linked issue of the reachable system accuracy under these given circumstances. Basic requirements are stated in a powerful real time computing system, in a suitable power amplification stage, as well as in an adequate measurement system, whereas the performance of the used devices is of crucial importance for the quality of given conclusions based on PHIL simulations. Current areas of applications can be found in the industrial R&D sector or in the state-of-the-art fields of research of electric energy systems and electric drives as well as in advanced power electronics. EinleitungDie Power Hardware-in-the-Loop(PHIL)-Simulation bezeichnet eine spezielle Variante der Hardware-in-the-Loop(HIL)-Simulation, bei welcher sich die reine Hardware, die sich in der konstruierten Simulationsschleife befindet (in-the-loop), im mittleren bis hö heren Leistungsbereich befindet.Wie bei jeder Art von HIL-Simulation wird hierbei ein Simulationssystem (Echtzeitrechner) mit echter Hardware gekoppelt. Ein herausragendes Merkmal der PHIL-Simulation ist jedoch, dass diese Kopplung ü ber einen Leistungsverstä rker erfolgt, welcher je nach gewü nschtem oder erzwungenem Betriebszustand die erforderliche Leistung fü r die Hardware erzeugt oder absorbiert.Abbildung 1 veranschaulicht das Konzept: Aufgabe ist es, das elektrische Verhalten eines Elektromotors in einem elektrischen Energienetz zu untersuchen. Dies geschieht unter der Annahme, ein hinreichend genaues Modell des Energienetzes sei vorhanden und das Verhalten des Elektromotors sei nicht genauer bekannt, dafü r aber ein realer Elektromotor verfü gbar. Es wird hierzu d...

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Section: Diskussionunclassified

Verbesserung der Genauigkeit und Stabilitätseigenschaften von Power Hardware-in-the-Loop-Simulationen mittels einer Dual-Rate-Schnittstelle

Viehweider

Lauss

Lehfuß

2011

Elektrotech. Inftech.

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“…Normen können für Signale i + J + 1 eine positive, reelle Zahl lUII zu. Die p-Norm für komplexe Funktionen ergibt sich zu: (1) Für die vorliegende Arbeit ist nur die Norm mit p -oo von besonderer Bedeutung.…”

Section: Normenunclassified

“…Der //oc-Reglerentwurf, der ein lineares, zeitinvariantes System in Zustandsdarstellung voraussetzt, stellt ein optimierendes Verfahren bezüglich eines Gütekri-teriums IIG(Ä)IIOO im Frequenzbereich dar [1]. Bei MultipleInput-Multiple-Output-(MIMO)-Systemen stellt G(j) eine Übertragungsmatrix, bei Single-Input-Single-Output-(SlSO)-Systemen eine skalare Übertragungsfunktion dar.…”

Section: Introductionunclassified

Exemplarischer Entwurf eines H_∞-Reglers

Christmann¹

1997

at - Automatisierungstechnik

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In diesem Artikel soll dem an einem H^o-Reglerentwurf interessiertenLeser die Möglichkeit geboten werden, die Umsetzung der komplexen Hoo-Theorie an einem anschaulichen Beispiel nachzuvollziehen. Dabei wird bewußt auf die mathematischen Feinheiten verzichtet. Es sollen lediglich die mathematischen Forderungen aus regelungstechnischer Sicht (soweit sinnvoll) erläutert werden. Dem Leser wird eine Übersicht über die Definition der Normen, Begriffe, regelungstechnischen Ziele und unstrukturierten Modellunsicherheitsbeschreibungen, die im Rahmen der Hoo-Theorie notwendig sind, gegeben. Die Entwurfsstrategie wird anhand des Mixed-Sensitivity-Problems dargelegt. Abschließend wird der Hoo-Regler bezüglich seiner robusten Stabilität und Performance bewertet. Exemplary H^ Controller designIn this paper the application of the complex H^o control theory to a simple example is presented. The mathematical refinements are neglected deliberatly. Here the mathematical conditions are only illustrated from the view of control engineering (as far as necessary). An survey of the definition of norms, terms, control aims and representations of unstructured perturbation models which are essential for the framework of Hoc theory are described. The design strategy is shown by using the Mixed-SensitivityProblem approach. Finally the Hoo Controller is rated by its robust stability and Performance properties.

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“…In manchen Lehrbüchern, vgl [Rei79],[Wei94],[Lun97]. und[Lit05], wird der Amplitudengang der Empfindlichkeitsfunktion als (dynamischer) Regelfaktor bezeichnet, weil Bandbreite, die von den Pionieren der linearen Regelungstheorie eingeführt wurden, erinnern daran, dass die Methoden der linearen Regelungstheorie ursprünglich im Zusammenhang mit rückgekoppelten elektrischen Verstärkerschaltungen und der elektrischen Netzwerk-sowie Filtertheorie entstanden sind.…”

unclassified

Lineare Regelungs- und Steuerungstheorie

2006

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Regelungen Analyse und technischer Entwurf

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Verbesserung der Genauigkeit und Stabilitätseigenschaften von Power Hardware-in-the-Loop-Simulationen mittels einer Dual-Rate-Schnittstelle

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Exemplarischer Entwurf eines H_∞-Reglers

Lineare Regelungs- und Steuerungstheorie

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