Volume 62, Issue 1

Zusammenfassung Ursprünglich wurde die Minimalphasigkeit von H. W. Bode eingeführt, um den eineindeutigen Zusammenhang zwischen Amplitude und Phase des Frequenzgangs zu definieren. Beim Entwurf von digitalen Filtern wird eine andere Definition der Minimalphasigkeit verwendet und ein asymptotisch stabiles Filter als minimalphasig bezeichnet, wenn auch das inverse Filter asymptotisch stabil ist. Schließlich werden von C. I. Byrnes und A. Isidori Systeme mit einer asymptotisch stabilen Nulldynamik als minimalphasig bezeichnet. Wegen der nicht konsistenten Definitionen wird dafür plädiert, den Minimalphasigkeits-Begriff in der Regelungstechnik zu vermeiden und die Stabilität von Filtern und der Nulldynamik mit den wohl definierten Kriterien von Hurwitz oder Ljapunow zu beschreiben.

Zusammenfassung Dieser Beitrag beschreibt ein neues Verfahren zum Entwurf von Riccatiregelungen für lineare, zeitvariante Deskriptorsysteme. Zur Anwendung des Verfahrens ist lediglich die Regularität des zu regelnden Deskriptorsystems notwendig, weshalb keine weiteren Einschränkungen bezüglich Index oder Properheit des Deskriptorsystems angenommen werden müssen. Darüber hinaus wird gezeigt, dass eine optimale Lösung der Matrix-Riccatidifferentialgleichung immer existiert und das geregelte Deskriptorsystem stets regulär und proper ist. Zur Anwendung kommen lineare, zeitvariante Deskriptorsysteme in vielen Fällen bei der Linearisierung nichtlinearer Deskriptorsysteme entlang von Trajektorien, weshalb dieser Fall eingehend behandelt und speziell dafür ein alternativer Entwurfsweg angegeben wird. Die exemplarische Darstellung der Ergebnisse erfolgt zuerst in der Simulation einer Verladebrücke sowie anschließend an einem realen Prüfstand eines Parallelroboters.

Zusammenfassung In diesem Beitrag wird ein Verfahren zum Entwurf von Fehlerisolationsbeobachtern für lineare Systeme mit unsicheren Parametern vorgestellt. Grundlage hierfür ist die Vollständige Modale Synthese, welche für nicht-quadratische Systeme mit mehr linear unabhängigen Messgrößen als potentiellen Fehlern eine Charakterisierung der sich ergebenden Freiheitsgrade liefert. Diese werden anschließend genutzt, um die strukturellen Anforderungen an die Fehlerisolation im Sinne unterschiedlicher Optimierungskriterien trotz vorhandener Unsicherheiten bestmöglich zu erfüllen und so die Robustheit bezüglich unsicherer Parameter zu erhöhen.

Zusammenfassung Das rückwärtige Manövrieren mit Anhänger stellt nicht nur unerfahrene Freizeit-Gespannfahrer vor eine große Herausforderung. Aus diesem Grund werden zwei Regler als Kern eines Fahrerassistenzsystems entwickelt, das den Fahrer durch automatische Lenkeingriffe gezielt entlastet. Basierend auf den kinematischen Beziehungen von Fahrzeug und Einachsanhänger wird hierfür zunächst mittels exakter Ein-/Ausgangslinearisierung ein Regelungsgesetz hergeleitet, das eine vorgegebene Sollkurskrümmung des Anhängers automatisch umsetzt und stabilisiert. Hierdurch ist der Fahrer in der Lage, z. B. mittels Drehknopf, den Anhänger direkt zu lenken; ein irreversibles Einknicken wird automatisch verhindert. Anschließend wird die Regelungsaufgabe dahingehend erweitert und gelöst, dass nunmehr das Assistenzsystem in einem zweiten Modus die gesamte Querführung entlang einer vorgegebenen Bahn übernimmt, was in Kombination mit einem Bahnplanungsalgorithmus z. B. ein automatisiertes Einparken ermöglicht. Das Gesamtsystem ist prototypisch umgesetzt und wird im Realversuch evaluiert.

Zusammenfassung Hybrid-Schrittmotoren im geregelten Betrieb stellen für einfache Anwendungen eine Alternative zu teuren Servomotoren dar. Für den Reglerentwurf wird ein Modell benötigt, das die Besonderheiten der Hybrid-Schrittmotoren berücksichtigt. In diesem Beitrag wird ein Modell hergeleitet, das die Effekte der ausgeprägten Pole berücksichtigt. Wichtige Modellparameter werden dabei durch Minimierung des quadratischen Fehlers bestimmt. Das Modell zeigt hohe Übereinstimmung mit Experimenten und kann zur Optimierung des Servobetriebs hinsichtlich Energieverbrauch und Drehmoment genutzt werden.

Zusammenfassung In diesem Beitrag wird ein stochastischer Algorithmus zur Bildgenerierung durch einen zweidimensionalen Markov Renewal Process (MRP) betrachtet. Die Zustandsraumauswahl und Gittereigenschaften, die die Gitterform (eine Form der Konturstruktur) voraussetzt, werden manuell in Voraus vom Operator bestimmt. Der Algorithmus lässt verschiedene Typen der Gitterformstrukturen zu. Horizontale, senkrechte und diagonale Elemente bei einer 8-fach-Nachbarschaft sind erlaubt. Er bietet eine hervorragende Grundlage für Entwurf, Analyse, Validierung und Qualitätssicherung von Bildverarbeitungsalgorithmen.