Regelungs- und Steuerungsmethodik für Systeme mit hybriden intelligenten Konstruktionselementen

点击翻译按钮获取中文摘要

Die intelligenten hybriden Konstruktionselemente (HIKE) enthalten gegenüber klassischen Konstruktionen eine wesentlich höhere Dichte an Sensoren und Aktoren, was zu einem großen Potential im Hinblick auf die Messung und Beeinflussung des Systemzustandes bietet. Hieraus ergeben sich völlig neuartige Ansatzpunkte zur aktiven Steuerung und Regelung für Systeme, die HIKE enthalten oder aus HIKE aufgebaut sind. Es wird ein hierarchisches, in Ebenen organisiertes, Konzept vorgeschlagen, bei dem auf Ebene des Konstruktionselementes einfache Regelkreise vorgesehen werden, die das Sensorelement und dort vorhandene Aktorelemente zur lokalen Beeinflussung nutzen. Diese aktiven HIKE-Elemente bilden in einem automatischen Prozess Baugruppen, für die dynamische Modelle erstellt und Regelungskonzepte entwickelt werden. Dies ermöglicht eine deutliche erweiterte Funktionalität in Bezug auf das Gesamtsystem, die über die Funktionalität der einzelnen HIKE hinausgeht. Die automatisierte Generierung von Baugruppen ermöglicht die Untersuchung sicherheitstechnischer Aspekte. So kann beispielsweise dem Ausfall einzelner HIKE durch System-Rekonfiguration entgegengetreten und somit die Funktionsfähigkeit des Systems auch im Fehlerfall garantiert werden. Zusätzlich zu den dezentral organisierten Baugruppen mit unterlagerten HIKE wird eine übergeordnete Koordination umgesetzt, welche die Erfüllung eines globalen Regelungsziels für das Gesamtsystem erlaubt. Dies erfolgt durch die Generierung von Solltrajektorien für die einzelnen Baugruppen, die hieraus Vorsteuerungstrajektorien für die unterlagerten HIKE-Elemente generieren.