Nichtlineare Regelung

Erforscht werden kognitive Systeme für Roboter, die es Robotern durch Nachbau und Simulation von Gehirnstrukturen, z.B. beim Hören und Sehen, ermöglichen, mit ihrer Umwelt zu interagieren. Insbesondere die Entwicklung humanoider Roboter und ihrer mentalen Fähigkeiten sind eines der großen Abenteuer der Ingenieurwissenschaften. Im Rahmen des Graduiertenkollegs „Mixed Mode Environment“ wird außerdem nach Möglichkeiten der alternativen Kommunikation und Koordination von Multi-Agenten Systemen (Roboterschwärmen) geforscht.

In Frachthäfen spielt Regelungstechnik und Automatisierungstechnik eine maßgebliche Rolle.

Nichtlineare Regelung

Alle in der Natur und Technik auftretenden Prozesse sind nichtlinear. Während sich viele dieser Vorgänge ausreichend gut durch lineare Modelle vereinfachen lassen, gibt es zahlreiche Beispiele für Systeme, welche eine nichtlineare Beschreibung unumgänglich machen.

Die Erforschung nichtlinearer Systeme und Regelungsmethoden ist ein facettenreiches Feld. Einerseits entstehen für nichtlineare Systeme eine Reihe von Herausforderungen, welche die Vorhersage des Verhaltens im Vergleich zu linearen Systemen ungleich erschweren. Beispielsweise müssen die Stabilitätseigenschaften autonomer Roboter oder Drohnen um eine kontrollierbare Gleichgewichtslage aufwendig analysiert und sichergestellt werden, um bei einer praktischen Anwendung keinen Schaden oder Gefahr zu verursachen.

Andererseits bieten nichtlineare Regler auch Vorteile gegenüber linearen, da sie zu einer deutlichen Steigerung der Performance und Regelgüte führen können. Indem etwa, abhängig von den jeweiligen Anforderungen des Systems, zwischen verschiedenen linearen Reglern umgeschaltet wird, kann ein Erreichen des gewünschten Sollzustands erheblich beschleunigt werden.

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