TY  - THES
A3  - Ober-Blöbaum, Sina
A3  - Dellnitz, Michael
A3  - Murphey, Todd
AB  - In den Ingenieur- und Naturwissenschaften treten häufig Optimalsteuerungsprobleme für mechanische Systeme auf, beispielsweise in der Robotik, der Biomechanik, in Fahrzeugsystemen oder im Design von Weltraummissionen. Das jeweilige Ziel ist es, das dynamische Verhalten des Systems mittels seiner Steuerungseingänge so zu beeinflussen, dass eine Aufgabe optimal erfüllt wird. In komplexen technischen Systemen führt eine adäquate Modellierung zu hybriden dynamischen Systemen. Hybride Steuerungsstrategien eröffnen neue Möglichkeiten für das Design und die Berechnung von Steuer- oder Regelgesetzen; gleichzeitig ergeben sich viele offene Fragestellungen in der Analyse, Steuerung, Regelung und Optimierung. Diese Arbeit ist zwei Aspekten dieses Forschungsgebiets gewidmet: einem strukturausnutzenden „Motion Planning“ sowie der Optimalsteuerung hybrider mechanischer Systeme. Im ersten Teil liegt der Fokus auf der Optimalsteuerungsmethode „Motion Planning mit Motion Primitives“, die inhärente, dynamische Systemstrukturen ausnutzt: Symmetrie und (in)stabile invariante Mannigfaltigkeiten. Oft spielt Energieeffizienz eine primäre Rolle im Steuerungsdesign. Um Sequenzen mit minimalem Steuerungsaufwand zu berechnen, wird die natürliche Dynamik nach (in)varianten Mannigfaltigkeiten von Gleichgewichtspunkten durchsucht. Im zweiten Teil der Arbeit wird die Optimalsteuerungsmethode DMOC („Discrete Mechanics and Optimal Control“) auf hybride mechanische Systeme erweitert. Dazu wird ein hybrides Variationsproblem entwickelt. Ein Optimalsteuerungsproblem kann dann mittels eines Zwei-Ebenen-Ansatzes gelöst werden. Außerdem werden Umschaltzeitpunktsoptimierungsprobleme für diskretisierte Systeme untersucht. Schließlich wird die „Motion Planning“-Methode auf hybride Optimalsteuerungsprobleme erweitert.
AU  - Flaßkamp, Kathrin
DA  - 2014
DP  - Universität Paderborn
LA  - eng
N1  - Tag der Verteidigung: 20.12.2013
N1  - Paderborn, Univ., Diss., 2013
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2014
T2  - Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik
TI  - On the optimal control of mechanical systems - hybrid control strategies and hybrid dynamics
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-12756
Y2  - 2025-07-07T20:08:29
ER  -