Entwurf von Ausgangsrückführungen für Strecken mit Stellsignalbegrenzung (Design of Output Feedback Controllers for Systems with Input Saturation)

Zusammenfassung In diesem Beitrag wird die beobachterbasierte Zustandsregelung von Strecken mit Stellsignalbegrenzung auf allgemeinere dynamische Ausgangsrückführungen für Zwei-Freiheitsgrade-Regelungen erweitert, die sowohl statische als auch dynamische Rückführungen beliebiger Ordnung umfassen. Die Bestimmung der neuen Ausgangsregler erfolgt durch den unabhängigen Entwurf einer statischen Ausgangsrückführung und eines Beobachters zur Rekonstruktion von zusätzlichen Rückführgrößen. Damit lassen sich die bei beobachterbasierten Zustandsreglern bekannten Verfahren zur Windup-Vermeidung unmittelbar auf allgemeinere Ausgangsregler übertragen. Für die Beseitigung des Windups bei Ausgangsrückführungen, die zur robusten asymptotischen Störkompensation Störmodelle enthalten,wirdeineinfacheMethodevorgestellt. EinBeispiel verdeutlichtdieErgebnissedesBeitrags. Summary This article extends the design of observer-based compensators for systems with input saturation to general output feedback controllers for two-degree-of-freedom control which are static or dynamic compensators of arbitrary order. The computation of these controllers can be split into the independent design of a static output feedback controller and an observer which reconstructs additional outputs for feedback. Consequently, the results for windup-prevention for observer-based compensators can be directly applied to the new output feedback controller. A simple method for the prevention of windup is presented when the dynamic output feedback controller contains disturbance signal models for robust disturbance rejection. An example demonstrates the results of the contribution.