Volume 49, Issue 12 - 12

Im Telekommunikationsbereich haben sich Message Sequence Chart (MSC) und Specification and Description Language (SDL) als wichtigste Modellierungssprachen etabliert. Dieser zweiteilige Artikel beschreibt die Konzepte und den Einsatz der beiden Sprachen. Im vorliegenden ersten Teil wird ein Überblick über SDL und MSC gegeben und die Anforderungsspezifikation mit Hilfe von MSC beschrieben.

The application of Nonlinear Dynamic Inversion for the design of a robust attitude controller for a civil aircraft is discussed. The main function of the controller is to improve the flying qualities, including stability, of the aircraft dynamics. For parameter synthesis multi-objective optimisation is used. The required robustness is achieved via a multi-model approach and local robustness criteria. In addition to the feedback gains, physical parameters in the inverse model that are considered uncertain in the design model, are used as synthesis parameters. The control laws are automatically generated from a symbolic aircraft model in the modeling language Modelica. The design was used as a stability and command augmentation function in an automatic Fly-by-Wire landing system and was successfully flight tested.

Der Beitrag behandelt den Einsatz von Benchmarking in der Regelungstechnik. Anhand eines leichtverständlichen Anwendungsbeispiels, der Ordnungsreduktion eines linearen zeitinvarianten Zustandsraummodells, werden Kriterien definiert und diskutiert, die eine quantitative Bewertung der Reduktionsgüte ermöglichen. Die Analyse, Auswertung und Datenarchivierung der gewonnenen Ergebnisse erfolgt über eine dynamische Matlab-Workbench, die über das World-Wide-Web der Allgemeinheit zur Verfügung steht. Ausgehend von dieser Idee und der prototypisch realisierten Matlab-Workbench werden Perspektiven entwickelt, die verschiedene Möglichkeiten für einen effizienten Einsatz des Benchmarking in der modernen Wissenschaft aufzeigen.

Ausgehend vom realen Fahrer wird im vorliegenden Aufsatz ein Fahrermodell entwickelt, das strikt zwischen der Sollwertgenerierung und einer Folgeregelung des Fahrzeugs unterscheidet. Die Sollwerte werden dabei in Anlehnung an die Struktur prädiktiver Regelungen durch sukzessive lokale Optimalsteuerungsprobleme erzeugt, die mit numerischen Verfahren gelöst werden können. Durch diesen Ansatz sind die Eigenschaften des Fahrers frei konfigurierbar. Bei der Sollwertgenerierung wird ausschließlich auf lokale (Mess-)Daten zurückgegriffen, was den Einsatz bei on-line Berechnungen ermöglicht. Der Ansatz ist dabei keineswegs auf Fahrermodelle beschränkt.

Das Parameterraumverfahren hat sich in vielen Anwendungsfällen für die Robustheitsanalyse unsicherer parametrischer Systeme und die Synthese robuster Regelungen bewährt. Doch blieb der Einsatz bislang auf lineare Systeme und die Betrachtung von Eigenwertkriterien beschränkt. In diesem Beitrag wird die Erweiterung des Parameterraumverfahrens auf Ortskurvenkriterien beschrieben. Dies erschließt nicht nur die Einbeziehung linearer Kriterien wie z.B. Amplituden- und Phasenreserve, sondern auch nichtlinearer Kriterien, wie z.B. das Popow- oder das Kreiskriterium und das Zwei-Ortskurven-Verfahren.

Telemanipulationssysteme mit kinästhetischer Rückkopplung durch bidirektionale Regelkreise erweitern die Fertigkeit eines Bedieners bei der Durchführung von komplexen Manipulationsaufgaben. Dieser Beitrag stellt ein Parameterraumverfahren zum regelungstechnischen Entwurf robuster bidirektionaler Regelkreise vor. Der Entwurf basiert auf den bekannten Parametern des Bedien- und Teleoperatorsystems, sowie den als unsicher angenommenen bediener- und teleoperatorseitigen Parametern der Kontaktsteifigkeit und der zur bidirektionalen Datenübertragung erforderlichen Totzeit. Mit dem Ansatz der singulären Frequenzen wird ein Entwurfsverfahren für Hurwitz- und Γ-stabile bidirektionale Regler entwickelt und dessen Anwendung anhand von Simulationen gezeigt.