Hybride adaptive Regelung

Eine neu entwickelte adaptive Regelung könnte nach entsprechender Weiterentwicklung in eine Vielzahl von Datenverarbeitungs-Anwendungen kommerziell eingesetzt werden.

Die Dimensionierung von Regelungssystemen basiert auf mathematischen Zusammenhängen, die zur Erfassung und Simulation der Leistungsanforderungen einen Systems dienen. In diesem Zusammenhang wurden bislang linear-quadratische Regelungen (LQ-Regelungen) und linear-quadratische Gaußsche Regelungen (LQG-Regelungen) entwickelt und verbreitet eingesetzt. Sie basieren auf einem System von Differenz- oder Differentialgleichungen, deren geeignete Formulierung zur Optimierung der gewünschten Eigenschaften führt. In der Praxis repräsentiert eine mathematische Funktion die Differenz zwischen den tatsächlichen (d.h. gemessenen) Werten und den gewünschten Werten des geregelten Systems, und diese Differenz gilt es zu minimieren. Gegenwärtig werden in fortschrittlichen Regelungssystemen verschiedene andere Techniken wie z.B. das Prinzip der adaptiven Regelung zum Optimieren des Regelungsverhaltens angewandt.

Eine adaptive Regelung ist ein System, das seine Reaktionen an Bedingungen anpasst, die es während des Betriebs vorfindet. In einem solchen System wird das aktuelle Verhalten einer Größe oder eines Prozesses ausgewertet und mit dem gewünschten Verhalten verglichen. In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs wird eine Entscheidung hinsichtlich der Änderungen oder Modifikationen getroffen, die zur Optimierung des Regelungssystems notwendig sind.

Das Verhalten eines geregelten Prozesses oder Objekts und damit auch des zugehörigen Modells kann zeitkontinuierlich oder diskret sein.

In diskreten adaptiven Regelungen werden Parameter zeitdiskret simuliert, wobei die verschiedenen Signale zu einzelnen („diskreten“) Zeitpunkten definiert werden. Bei kontinuierlichen adaptiven Systemen dagegen werden die Regelungsparameter kontinuierlich nachgeführt. Ein Hybridsystem ist eine Kombination dieser beiden Systeme: Gelegentliche Anpassungen der Reglerparameter erfolgen zu diskreten Zeitpunkten, und simultan dazu werden in Echtzeit kontinuierliche Signale erzeugt. Auf diese Weise bleibt die kontinuierliche Wirkungsweise des Systems erhalten.

Die innovative adaptive Hybridregelung vom LQ-Typ, die vom Tschechischen Institut für Informationstheorie und Automation (AS CR) entwickelt wurde, kann man als Weiterentwicklung der diskreten adaptiven LQG-Regelungen betrachten. Diese adaptive Hybridregelung ist in der Lage, unerwünschte Daten (Störungen) auszufiltern, die sich nachteilig auf die Messungen der Systemausgangsgröße auswirken. Die Regelung ist zudem einfach aufgebaut und robust. Das Institut strebt eine Kooperation zur Entwicklung einer kommerziellen Version der adaptiven Hybridregelung an. Diese könnte in typischen Anwendungsbereichen für solche Regelungen zum Einsatz kommen, also beispielsweise in der Automobilindustrie, im Flugzeugbau oder sogar in der Luft- und Raumfahrttechnik.

Kontaktangaben

Klara Cerna
Technology Centre AS CR
Rozvojova 135, 165 02, Prague 6
Czech Repuplic
Tel: +420-2-203-90-722, Fax: -698
Email: cerna@tc.cas.cz