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at - Automatisierungstechnik

Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik

[AT - Automation Technology: Methods and Applications of Control, Regulation, and Information Technology
]

Editor-in-Chief: Bretthauer, Georg

12 Issues per year


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ISSN
2196-677X
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Volume 63, Issue 12 (Dec 2015)

Issues

Schaltende PI-Regler

Switching proportional-integral controllers

Jan Lunze
Published Online: 2015-12-01 | DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2015-0045

Zusammenfassung

Der Beitrag betrachtet Regler, die zustandsabhängig zwischen zwei Betriebsmodi umgeschaltet werden, aus der Sicht der Theorie hybrider dynamischer Systeme. Es wird zunächst gezeigt, dass es für das Übergangsverhalten des hier betrachteten Regelkreises zweckmäßig ist, den I-Anteil des Reglers nur zur Kompensation von Störungen zuzuschalten. Die Analyse des Regelkreises zeigt dann, dass das Führungsverhalten durch das Abschalten des I-Anteils wesentlich verbessert wird und dass durch die Umschaltung des Reglers die Stabilität des Regelkreises nicht gefährdet ist. Allerdings hat der erste, aus der Literatur entnommene Regler den Mangel, dass für große Störungen die Sollwertfolge verloren geht. Dieser Mangel kann behoben werden, wenn die Aktivierung des Reglers nicht in Abhängigkeit von der Regelabweichung, sondern in Abhängigkeit vom Einfluss der Störung auf die Regelgröße erfolgt. Die Ergebnisse werden am Beispiel der Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs illustriert.

Abstract

The paper considers switching controllers from the viewpoint of the theory of hybrid dynamical systems. First it is shown that the transient behaviour of the control loop can be improved if instead of a fixed controller a switching controller is used. The analysis of the closed-loop system shows that the command tracking behaviour can be considerably improved if the integral part of the controller is switched off whereas this controller part is necessary for attenuating disturbances. However, the first approach, which is taken from literature, cannot ensure set-point following for large disturbance magnitudes. In the second approach presented the controller uses information about the effect of the disturbance on the plant. The results are illustrated for a vehicle speed control problem.

Keywords: Switching controller; hybrid system; vehicle speed control

Schlagwörter: Geschalteter Regler; hybrides System; Geschwindigkeitsregelung

About the article

Jan Lunze

Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze ist Leiter des Lehrstuhls für Automatisierungstechnik und Prozessinformatik der Ruhr-Universität Bochum. Arbeitsgebiete: vernetzte Regelungen, hybride dynamische Systeme, fehlertolerante Steuerungen, ereignisdiskrete Systeme.

Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Automatisierungstechnik und Prozessinformatik, D-44780 Bochum


Accepted: 2015-06-19

Received: 2015-04-10

Published Online: 2015-12-01

Published in Print: 2015-12-28


Citation Information: at - Automatisierungstechnik, ISSN (Online) 2196-677X, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2015-0045.

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©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston. Copyright Clearance Center

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