(1997) Rothfuß, Ralf; Zeitz, Michael (Prof. Dr.-Ing.)
Das 1992 von Fliess, Lévine, Martin und Rouchon eingeführte Konzept der Flachheit eröffnet einen neuen Zugang zur Analyse und Synthese nichtlinearer Systeme.
Flache nichtlineare Systeme sind eine Verallgemeinerung der linearen steuerbaren Systeme und ermöglichen einen systematischen Entwurf von Steuerungen und Regelungen zur Trajektorienfolge. Zur Realisierung der flachheitsbasierten Folgeregelung können nichtlineare Beobachter mit zeitvarianter Verstärkung verwendet werden. Die Eigenschaft der Flachheit und die daraus resultierende Lösung des Trajektorienfolgeproblems werden zusammenfassend dargestellt. Darüber hinaus werden Untersuchungen zur Flachheitsanalyse und zum systematischen Entwurf einer Zustandsschätzung für flache Systeme angestellt. Die flachheitsbasierte Planung geeigneter Solltrajektorien und der Entwurf von Steuerungen und Regelungen mit Zustandsschätzung zur Trajektorienfolge werden beispielhaft für einen Fedbatch-Bioreaktor und einen chemischen Rührkesselreaktor untersucht. Für die rechnerunterstützte Durchführung des flachheitsbasierten Entwurfs wird eine Funktionsbibliothek für das Computer-Algebra-System MATHEMATICA entwickelt.
