PARADISE: Ein Werkzeug für Entwurf und Analyse robuster Regelungssysteme im Parameterraum

Abstract

Das Parameterraumverfahren erlaubt die Berücksichtigung einer Vielzahl von Spezifikationen aus dem Eigenwert- und Frequenzbereich bei der Analyse und Synthese robuster Regelungssysteme. Die für die Umsetzung dieses Verfahrens notwendigen symbolischen und numerischen Berechnungen sind relativ aufwendig und stark problembezogen. Mit der Matlab-Toolbox PARADISE (Parametric Robustness Analysis and Design Interactive Software Environment) wurde deswegen beim DLR ein Werkzeug entwickelt, welches die notwendigen Methoden effizient zur Verfügung stellt. Die Interaktion des Benutzers mit der Toolbox erfolgt über eine grafische Bedienoberfläche, die von der Modelleingabe in Simulink über die Eingabe von Spezifikationen in entsprechenden Editoren bis hin zur Synthese und Analyse des Gesamtsystems den Entwurfsingenieur unterstützt. Von einem parametrischen Modell oder einer Multimodellfamilie ausgehend, werden dabei die Reglerstruktur und Spezifikationen für die Regelgüte und Robustheit des Systems festgelegt. Die Ausgabe der im Hintergrund berechneten Ergebnisse erfolgt grafisch und ein robuster Regler kann in einem iterativen Prozeß entworfen werden. Die Toolbox-Architektur verbunden mit dem Parameterraumverfahren führt zu einem Reglerentwurf, der nicht nur klassische regelungstechnische Anforderungen, wie Stabilität, Regelgüte und Robustheit, berücksichtigt, sondern der auch einfach und transparent durchführbar ist. PARADISE hat sich bereits in einer Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Flug- und Fahrdynamikregelung bewährt. Als Beispiel wird der Entwurf robuster PID-Regler vorgestellt.