Steuerungsaufgabe

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Steuerungsaufgabe

Bei der Steuerung diskreter Systeme, welche hier behandelt werden sollen, werden für ein gegebenes diskretes System mit Eingang NeuesElement256 und dem Ausgang NeuesElement255 sowie ein Steuerungsziel ein Steuerungsalgorithmus gesucht. Der soll die Eingabefolge NeuesElement254 in Abhängigkeit von der Ausgabefolge NeuesElement253 so wählen, dass das Steuerungsziel erreicht werden kann.

Folgende Ziele können für das Steuerungssystem vorgegeben sein:

 

Vorgegebener Endzustand: Die Steuerstrecke soll in den Endzustand NeuesElement252 überführt werden bzw. die Ausgabefolge soll mit dem Wert NeuesElement251 enden.

Vorgegebener Ablauf: Die Steuerstrecke soll eine vorgegebene Zustandsfolge NeuesElement250 durchlaufen.

Verbotene Zustände: Die Steuerstrecke darf die Zustände der vorgegebenen Menge NeuesElement249 nicht annehmen

Verbotene Zustandsübergänge: Die Steuerstrecke darf die Zustandsübergänge (Ereignisse) einer vorgegebenen Menge NeuesElement248 nicht ausführen.

 

 

Diese Steuerungsziele in einen Formalismus gebracht, bezeichnet man als formale Spezifikation der Steuerung. In der Abbildung ist das steuernde System die Steuereinrichtung und die Aktorik, Sensorik und der zu steuernde Prozess die Steuerstrecke.

 

NeuesElement259

 

Die Steuereinrichtung bestimmt die Eingabe NeuesElement246 der Steuerstrecke in Abhängigkeit von der AusgabeNeuesElement245, sodass die Arbeitsweise des Steuerungsalgorithmus durch eine Funktion NeuesElement244 beschrieben werden kann.

 

NeuesElement243

 

Ist kein dynamisches Element enthalten, gilt für jeden Zeitpunkt NeuesElement242die Beziehung

 

NeuesElement241

 

Diese Steuerungsart bezeichnet man als Verknüpfungssteuerung, weil die aktuelle Eingabe in die Steuerstrecke alleinig von der letzten Ausgabe der Steuerstrecke abhängt.

Enthält die Steuerung dynamische Elemente, dann gilt:

 

NeuesElement240

 

Die im Steuerungsalgorithmus gespeicherte Folge der letzten NeuesElement239-Ausgabe kann als Zustand NeuesElement238 der Steuerung interpretiert werden, dann gilt

 

NeuesElement237

 

und es wird von einer Ablaufsteuerung gesprochen (vgl. Lunze, 2003, S. 409).