Nicht-konservative weich strukturvariable Regelungen mit invers-polynomialen Selektionsstrategien

Der Beitrag stellt notwendige und hinreichende Existenzbedingungen weich strukturvariabler Regelungen mit invers-polynomialen Selektionsstrategien für lineare Strecken mit einer Eingangsgröße und Stellgrößenbeschränkung vor. Das resultierende Regelgesetz wird bezüglich einer Ljapunov-Funktion-basierten unteren Grenze der Konvergenzrate optimiert. Der konvergenzoptimale Regler ist ein Zweipunktregler mit einer einfachen parameterabhängigen Selektionsstrategie. Ein sättigender High-Gain-Regler wird als stetige Approximation dieses Regelgesetzes vorgestellt. Dieser vermeidet die Nachteile des unstetigen Regelgesetzes auf Kosten einer suboptimalen Konvergenzrate.

The paper presents necessary and sufficient conditions for the existence of a stabilizing soft variable structure control with inverse-polynomial selection strategies for single-input linear systems with input saturation. The resulting control law is then optimized by maximizing a Lyapunov-Function-based lower bound of the convergence rate. The maximal convergence control is shown to be of bang-bang type, with a simple parameter-dependent switching scheme. To overcome possible difficulties of a switching controller, a saturating high-gain control with a suboptimal convergence rate, which approximates the bang-bang control, is also presented.