Zustandsregelung

Das Buch zur Zustandsregelung entstand über mehr als 12 Jahre begleitend zur Lehrveranstaltung „Höhere Regelungstechnik“ für Masterstudierende an der THM Gießen. Zunächst nur als Teilkapitel allgemeiner Lehrbücher behandelt, erschien 2019 das Werk „Zustandsregelung“ von Hildebrand Walter, das jedoch die zeitdiskrete Zustandsregelung nicht berücksichtigt. Dieses Buch schließt diese Lücke. Die Zustandsregelung ist ein zentraler Bestandteil moderner Regelungstechnik. Im Unterschied zu klassischen Eingangs-Ausgangs-Methoden ermöglicht die Zustandsraumdarstellung eine vollständige Beschreibung der internen Dynamik. Mehrgrößensysteme, Nichtlinearitäten und zeitvariable Prozesse lassen sich so systematisch analysieren und regeln. Sie bildet die Grundlage zahlreicher Anwendungen von Fahrzeug- und Robotiksystemen bis zur Automatisierung komplexer Industrieprozesse und ist wesentlich für Konzepte wie Predictive Maintenance oder den Digitalen Zwilling. Das Buch vermittelt theoretische Grundlagen und praxisnahe Anwendungen: Modellierung im Zustandsraum, Stabilitätsanalyse, Reglerentwurf sowie das Zusammenspiel zeitkontinuierlicher Systeme mit zeitdiskreten Reglern. Es richtet sich an Studierende, Forschende und Praktiker der Ingenieurwissenschaften und bietet eine fundierte Basis für anspruchsvolle regelungstechnische Aufgaben. Zielgruppe Studierende der Ingenieurwissenschaften und Technischen Informatik, Entwickler von dynamischen Systemen und Lehrende als Grundlage oder Ergänzung zur Vorlesung und Übung.

Prof. Dr.- Ing. Peter Schmitz war bis zum Ruhestand Professor der Technischen Hochschule Mittelhessen. Zur Zeit ist er Lehrbeauftragter für Höhere Regelungstechnik.

Einleitung.- Zustandsraumdarstellung.- Lösung der Zustandsgleichungen.- Normalformen.- Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit.- Zustandsregler.- Zustandsbeobachter.- Zeitdiskrete Zustandsraumdarstellung.- Lösung der zeitdiskreten Zustandsgleichungen.- Normalformen.- Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit zeitdiskreter Systeme.- Zeitdiskreter Zustandsregler.- Zeitdiskreter Zustandsbeobachter.- Anhang.