Grundlagen der modellprädiktiven Regelung

Die Vorlesung bietet eine anwendungsorientierte Einführung in dieses vielseitig einsetzbare und weit verbreite Regelungsverfahren. Dabei wer­den elementare Kenntnis zur Zustandsregelung aus regelungstechnischen Grundlagenveranstaltungen (wie etwa „Regelungstechnik für MB“) aufgegriffen und schrittweise hin zur MPC ent­wickelt. Ein wich­ti­ger Zwischenschritt ist diesbezüglich die so­ge­nannte linear-quadratische Re­ge­lung (LQR), die sich als MPC ohne Be­rück­sich­ti­gung von Beschränkungen auffassen lässt. Sobald die MPC konzeptionell ver­stan­den wurde, wird die Im­ple­men­tie­rung mit­hil­fe von Matlab er­läu­tert und anhand von Beispielanwendungen aus un­ter­schied­li­chen Domänen erprobt. Da die MPC eine optimierungsbasierte Re­ge­lung darstellt, wer­den an­schlie­ßend grund­le­gen­de Ein­blicke in die (konvexe) Op­ti­mie­rung gegeben. Hier sind Kennt­nisse aus „An­ge­wand­te konvexe Op­ti­mie­rung“ hilfreich, jedoch nicht zwingend er­for­der­lich. Im letzten Drittel der Ver­an­stal­tung wer­den Varianten und Erweiterungen der MPC the­ma­ti­siert. Insbesondere wird er­läu­tert, wie sich MPC ohne die Lö­sung von OSA zur Lauf­zeit re­a­li­sie­ren lässt (explizite MPC) und wie Störeinflüsse kompensiert wer­den kön­nen (robuste MPC). In der ge­sam­ten Ver­an­stal­tung liegt der Fokus auf linearen Systemdynamiken.