Zusammenfassung
In dieser Arbeit wird das Konzept der Proportional-Multi-Integral Beobachter zur Schätzung unbekannter Eingänge behandelt. Für nichtlineare Systeme wird ein Proportional-Multi-Integral Beobachter in Takagi-Sugeno Fuzzy Form vorgestellt. Es werden zwei verschiedene Methoden für den Entwurf eingesetzt: Eine Lyapunov-basierte und eine modifizierte optimale Beobachterauslegung. Hierfür werden formale Stabilitätskriterien mit der direkten Methode nach Lyapunov hergeleitet. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird anhand der Fehlerrekonstruktion bei einer 5 MW Windenergieanlage, welche mit dem aero-elastischen Programm FAST von NREL simuliert wird, aufgezeigt.
Abstract
In this work, the proportional-multi-integral observer approach is presented. For nonlinear systems, a proportional-multi-integral observer in Takagi-Sugeno Fuzzy Form is used. Two different methods are proposed for the observer design: a Lyapunov-based and modified linear LQR approach, where the stability is ensured by a negative derivative of the Lyapunov function candidate. The applicability of the PMI observers are shown by fault reconstruction for a large-scale 5 MW wind turbine simulated with the aero-elastic code FAST by NREL.
Über die Autoren
Horst Schulte ist Leiter des Fachgebietes Regelungstechnik im Fachbereich Ingenieurwissenschaften Energie und Information der HTW Berlin. Hauptarbeitsgebiete: Modellierung und Regelung nichtlinearer dynamischer Systeme mittels polytoper Zustandsraummodelle (Takagi-Sugeno Modelle, quasi-LPV Systeme), Robuste und Fehlertolerante Regelung, Fehlerdiagnose und Fehlerrekonstruktion mit Beobachtern, Anwendungen u. a. im Bereich der Windenergiesysteme, elektrischen Energietechnik und Fahrzeugsysteme.
Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin, Fachbereich Ingenieurwissenschaften Energie und Information, Fachgebiet Regelungstechnik, Wilhelminenhofstraße 75a, D-12459 Berlin, Tel.: +49 (0)30 5019 3301
Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Regelungstechnik Fachbereich Ingenieurwissenschaften Energie und Information der HTW Berlin, Hauptarbeitsgebiete: Nichtlineare Regelungsmethoden, Sliding-Mode Techniken, modellbasierte Regelung von Windenergieanlagen und Windparks.
Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin, Fachbereich Ingenieurwissenschaften Energie und Information, Fachgebiet Regelungstechnik, Wilhelminenhofstraße 75a, D-12459 Berlin, Tel.: +49 (0)30 5019 3621
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