Ziel dieses Buches ist es, einen anwendungsorientierten Zugang zur Modellierung, Analyse und Regelung nichtlinearer dynamischer Systeme zu vermitteln. Im Mittelpunkt stehen elektro-mechanische Systeme und die besonderen Herausforderungen, die sich beim Entwurf praktisch einsetzbarer Regelungen ergeben: Begrenzte Stellgrößen, Beschränkung der Rechenzeit, Modellunsicherheiten sowie nicht unmittelbar oder nur fehlerbehaftet messbare Zustände. Die benötigten mathematischen Grundlagen - von Differentialgleichungssystemen und numerischen Lösungsverfahren bis zur Stabilitätsanalyse und Lyapunov-Theorie - werden verständlich entwickelt und durchgängig auf regelungstechnische Fragestellungen bezogen.

Ausgehend von konkreten technischen Anwendungen führt das Buch in ausgewählte Methoden der modellbasierten nichtlinearen Regelungstechnik ein. Behandelt werden insbesondere Lyapunov- und passivitätsbasierte Verfahren, Sliding-Mode-Regelung, Backstepping, flachheitsbasierte Regelung sowie Kalman-Filter zur Zustandsschätzung. Beispiele wie inverse Pendel, DC-DC-Hochsetzsteller, magnetische Aufhängungen und dreiphasige Induktionsmotoren zeigen, wie physikalisches Systemverständnis und mathematische Methoden beim Reglerentwurf ineinandergreifen. Vollständige, dokumentierte MATLAB-Programme zu sämtlichen Beispielen ermöglichen es, die theoretischen Ergebnisse unmittelbar nachzuvollziehen und die Implementierungen als Ausgangspunkt für eigene Anwendungen zu nutzen.

Die Autoren

Dr. José-Luis Marqués , Studium Physik Universität Saragossa (Spanien) 1987-1992, Promotion in Physik 2002 an der Universität Paderborn bei Prof. Dr. K.-H. Anthony, 2002-2006 Postdoc am Forschungszentrum Jülich, seit 2007 wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Fakultät für Elektrische Energiesysteme und Informationstechnik, Universität der Bundeswehr München.

Univ.-Prof. Dr. Mathias Richter , Studium Mathematik TU München 1985-1990, Promotion in Mathematik 1996 an der TU München bei Prof. Dr. C. Reinsch, 1996-2010 Senior Research Scientist bei Siemens, seit 2010 Professor für Mathematik an der Universität der Bundeswehr München, Fakultät für Elektrische Energiesysteme und Informationstechnik.