Dissertation/Thesis Abstract

Receding Horizon Control: A Suboptimality-based Approach
by Pannek, J├╝rgen, Dr.Nat., Universitaet Bayreuth (Germany), 2009, 294; 27600473
Abstract (Summary)

In dieser Arbeit werden modellpraediktive Regler zeitdiskreter Systeme analysiert sowie konzeptionell und von implementierungstechnischer Seite her untersucht. Das Prinzip derartiger Regler ist einfach: Fuer einen gegebenen Zustand des Systems wird eine open-loop Steuerung berechnet, die ein gegebenes Kostenfunktional ueber einen festen Zeithorizont minimiert. Von der berechneten Loesung wird das erste Steuerelement auf das System angewandt und das open-loop Optimalsteuerungsproblem um einen Abtastzeitpunkt in der Zeit nach vorne verschoben. Hierzu liefert diese Arbeit drei verschiedene Beitraege: Zuerst werden Abschaetzugen ueber die Regelguete des modellpraediktiven Reglers angegeben, ein Konzept im Folgenden als Suboptimalitaetsgrad bezeichnet wird. Diese Abschaetzungen sind online durchfuehrbar und gelten fuer stabilisierende wie praktisch stabilisierende Regelungen. Hierdurch geben wir nicht nur ein Mass fuer die Regelguete an, sondern zudem auch eine Abschaetzung der zu erwartenden Mehrkosten gegenueber dem bestmoeglichen Regler. Diese Abschaetzungen ermoeglichen es uns zudem, Adaptionsstrategien zur Anpassung des Reglers anzugeben, so dass Stabilitaet des closed-loop Systems garantiert werden kann. Hierzu wird die Horizontlaenge als anzupassende Groesse gewaehlt und es werden verschiedene Verkuerzungs- und Verlaengerungsstrategien bewiesen, die zudem effizient implementierbar sind. Zum Abschluss des analytischen Teils werden die Stabilitaetsresultate fuer modellpraediktive Regler auf den nun vorliegenden Fall mit sich staendig aendernden Horizonten erweitert. Der letzte Teil der Arbeit widmet sich der parallel entstandenen Implementierung. Da eine vollstaendige Analyse solcher Regler den Rahmen dieser Arbeit sprengen wuerde, wird hier lediglich auf die wesentlichen Stellgroessen innerhalb der Algorithmen eingegangen und diese anhand von Beispielen erlaeutert. Insbesondere die Rechenzeit, eine sinnvolle Abstimmung der Stellgroessen sowie die Anwendbarkeit und Effizienz der entwickelten Abschaetzungs- und Adaptionsalgorithmen in Standardsituationen werden hier genau beleuchtet.

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Advisor:
Commitee:
School: Universitaet Bayreuth (Germany)
School Location: Germany
Source: DAI-C 81/4(E), Dissertation Abstracts International
Source Type: DISSERTATION
Subjects: Computer science, Systems science
Keywords: Receding horizon controllers
Publication Number: 27600473
ISBN: 9781687901156
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