Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie stoßfreie Rekonfigurationen von Systemen zur Laufzeit realisiert werden können. Es werden Anforderungen an die Rekonfiguration definiert und eine neue Methode zur stoßfreien Rekonfiguration vorgestellt, die sowohl bei einfachen Betriebspunktwechseln als auch beim Wechsel der Reglerparameter oder der Reglerstruktur angewendet werden kann. Die Methodik basiert auf der Zwei-Freiheitsgrade-Reglerstruktur und der (differenziellen) Flachheit, einer grundlegenden Eigenschaft des Systems selbst. Die Methodik wird für lineare und nichtlineare Ein- und Mehrgrößensysteme vorgestellt, wobei die Rekonfigurationen immer mittels in Echtzeit berechneter Vorsteuerungs- und Führungsgrößentrajektorien realisiert werden. Anhand von akademischen und praktischen Beispielen wird die neue Methode mit bestehenden Verfahren zur stoßfreien Reglerumschaltung verglichen und die Anwendbarkeit demonstriert.

The present thesis deals with a new approach to bumpless transfer for system reconfiguration at runtime. During a system reconfiguration an operating point change, a change of controller parameters or even a change of the control structure can occur. After the definition of requirements which has to be fulfilled during the reconfiguration, a new flatness-based method for bumpless transfer is presented. The flatness-based method draws on the two-degrees-of-freedom control structure and on the (differential) flatness which is a fundamental feature of the controlled system. Bumpless switching is realised by means of feedforward and reference trajectories computed in real time which are applicable with linear and non-linear SISO and MIMO systems. The new method of bumpless switching is compared to existing bumpless-switching procedures and its advantages are evidenced by practical examples.