Optimale sturing van mechatronische systemen: een aanpak gebaseerd op differentiele vlakheid.

800x600

Optimale controleproblemen zoeken naar een systeemingang die een prestatiedoel minimaliseren rekening houdend met ingangs-, toestand- en uitgansbeperkingen. Met het oog op de strengere prestatie-eisen van de industrie, komen optimale controleproblemen vaak voor in de aansturing/regeling van mechatronische systemen, zoals wafer-scanners, robots en micro-elektromechanische systemen. De dynamica van dergelijke systemen is echter vaak niet-lineair en/of weinig accuraat gekend, wat de numerieke oplossing van de optimale controleproblemen ernstig bemoeilijkt. Gelukkig zijn de meeste mechatronische systemen differentieel vlak, wat zoals reeds aangetoond de oplossing van optimale controleproblemen voor het volgen van een pad aanzienlijk vereenvoudigt. Dit project gaat dieper in op de differentiële vlakheid om doeltreffende optimale controlemethodes voor een brede waaier van mechatronisch toepassingen te ontwikkelen. Ten eerste worden de huidige efficiënte methodes voor padvolging aangevuld met optimaliseringsvrijheid in het pad wat gedeeltelijk gespecifieerde vlakke uitgangspaden toelaat. Ten tweede worden de methodes verbeterd met padafhankelijke iteratief lerende controle om het model iteratief te corrigeren voor modelleerfouten. Ten derde wordt een robuuste optimale controle benadering voor onzekere lineaire systemen, gebaseerd op differentiële vlakheid, ontwikkeld. Tot slot worden voor de optimale controle van enkele specifieke problemen gespecialiseerde solvers ontwikkeld die een online implementatie mogelijk maken. Alle bovengenoemde ontwikkelingen worden gecombineerd met experimentele validatie op mechatronische testopstellingen.