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Talks and Poster Presentations (with Proceedings-Entry):

C. Dullinger, A. Schirrer, M. Kozek:
"Advanced Control Education: Optimal & Robust MIMO Control of a Flexible Beam Setup";
Poster: 19th IFAC World Congress, Cape Town, South Africa; 2014-08-24 - 2014-08-29; in: "Proc. of 19th IFAC World Congress", (2014), ISBN: 978-3-902823-62-5; 9019 - 9025.



English abstract:
This paper discusses and illustrates core aspects in control education (prerequisites, working conditions, course structure) necessary to empower students of general engineering disciplines to understand and apply advanced optimal and robust control concepts. The results of a master thesis on the robust and optimal control of a flexible beam laboratory setup are presented and related to the skills formed during the undergraduate studies. Optimal and robust control design methods are utilized for active damping of bending vibrations of a simply supported thin structural aluminium beam. For this purpose a multi-input multi-output (MIMO) control system setup is used, comprising four collocated piezo patch actuators and sensors acting in longitudinal direction. An electrodynamic shaker introduces a disturbance force in the direction of oscillation. The design plant is obtained by a measurement-data-driven system identification. Also, finite element based modelling is carried out. The suitability of Linear-Quadratic Gaussian (LQG) control with modal weighting, mixed-sensitivity H control and D(G)K-synthesized control for improving disturbance rejection of the experimental control system setup is investigated and compared.

German abstract:
Diese Arbeit diskutiert und illustriert die wichtigsten Aspekte in der universitären Vermittlung von Regelungstechnik (Voraussetzungen, Arbeitsbedingungen, Kursstruktur) die notwendig sind um Studenten allgemeiner Ingenieurswissenschaften zu befähigen anspruchsvolle optimale und robuste Regelkonzepte zu verstehen und anzuwenden. Die Ergebnisse einer Masterarbeit in robuster und optimaler Regelung eines Laboraufbaus eines flexiblen Balkens werden präsentiert und auf die im Bachelor-Studium erworbenen Fähigkeiten bezogen. Es werden optimale und robuste Regel-Entwurfsmethoden zur aktiven Dämpfung von Biegeschwingungen eines gelenkig gelagerten dünnen Aluminiumbalkens genutzt. Hierzu wird ein Mehrgrößen Regelaufbau verwendet der aus vier in Längsrichtung wirkenden kollokiert Piezo Patch Aktoren und Sensoren besteht. Ein elektrodynamischer Schüttler übt eine Störungskraft in der Richtung der Schwingung aus. Das Modell zur Reglerauslegung wird durch eine Messdaten getriebene Systemidentifikation erlangt. Auch eine auf finiten Elementen basierte Modellierung wird durchgeführt. Die Eignung einer Linear-Quadratic Gaussian (LQG) Regelung mit modaler Gewichtung, einer mixed-sensitivity H Regelung und einer D(G)K-synthetisierten Regelung zur Verbesserung der Störgrößenunterdrückung am experimentellen Reglerprüfstand wird untersucht und verglichen.

Keywords:
Advanced Control Education; Vibration Control; Robust Control; Application of Mechatronic Principles


"Official" electronic version of the publication (accessed through its Digital Object Identifier - DOI)
http://dx.doi.org/10.3182/20140824-6-ZA-1003.02201


Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.