Funkbasierte Modellfolgeregelung mit ressourcenschonender Adaption der Übertragungsintervalle

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein neuartiges Regelungsverfahren, die „Funkbasierte Modellfolgeregelung mit ressourcenschonender Adaption der Übertragungsintervalle“ (AMFR). Sie gehört zur Klasse der Modellfolgeregelungen mit Zustandsupdate und eignet sich insbesondere zum Einsatz in ressourcenbeschränkten Funknetzwerken. Die Struktur der AMFR wird zunächst prinzipiell und anschließend mathematisch beschrieben. Ausgehend davon werden LMI-Stabilitätskriterien für die asymptotische Ruhelagenstabilität der autonomen AMFR und die E/A-Stabilität der AMFR mit Referenzwertvorgabe angegeben. Zur Sensitivitätsanalyse der AMFR werden spezielle Performanzdiagramme eingeführt. Anschließend werden Strukturerweiterungen beschrieben, die eine Referenzwertvorgabe ermöglichen. Dazu werden verschiedene Varianten integraler Erweiterungen vorgestellt. Auch Strukturerweiterungen zur Ausgangsrückführung der AMFR werden beschrieben. Alle Strukturerweiterungen werden insbesondere in Hinblick auf ihre Ressourcennutzung diskutiert. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei der Leistungsaufnahme der Funkknoten gewidmet. Die Adaption der Übertragungsintervalle wird durch heuristische Adaptionsregeln geleistet, die jeweils beschrieben und hinsichtlich ihrer Effektivität untersucht werden. Ihre Wirksamkeit wird anhand von Simulations- und Praxisexperimenten gezeigt.