#Control Engineering

Robotik-Grundlagen September 7, 2026

Einführung in hydraulische Systeme – Vom Pascalschen Prinzip zur Kraftregelung in Robotern

Warum kann ein kleiner Input den massiven Arm eines Hydraulikbaggers bewegen? Dieser Artikel behandelt Pumpe, Steuerventile, Zylinder, Hydraulikflüssigkeit, Sensoren und Steuerung als einen einzigen geschlossenen Regelkreis und behandelt die Gleichungen für Druck, Durchfluss und Wirkungsgrad, die aktuelle Technologie im Bau- und Landmaschinenbereich sowie die elektrohydraulische Umwandlung und aktuelle Forschung, illustriert durch Diagramme.

Fundamentals · 8 Min. Lesezeit Regelungstechnik September 3, 2026

Einführung in die Regelungstechnik: Zustandsbeobachter und der lineare Kalman-Filter

Sensormesswerte stellen nicht den Zustand selbst dar. Diese Einführung erläutert Beobachtbarkeit, Kalman-Vorhersage-/Aktualisierungsgleichungen, Kovarianz, numerische Beispiele, Regelungstechnikintegration, Roboterimplementierung und fehlersicheres Verhalten.

Fundamentals · 6 Min. Lesezeit Regelungstechnik September 3, 2026

Grundlagen der Regelungstechnik: LQR – Zustandsrückführung durch explizite Prioritäten

LQR leitet die Zustandsrückkopplungsverstärkungen aus einem Zustandsraummodell und einer quadratischen Kostenfunktion ab. Diese Einführung behandelt Riccati-Gleichungen, Beobachtbarkeit, PID/MPC-Abwägungen, Roboterimplementierung, numerische Intuition und Sicherheit.

Fundamentals · 5 Min. Lesezeit Regelungstechnik September 3, 2026

Einführung in die Regelungstechnik: Modellprädiktive Regelung – Handeln innerhalb von Beschränkungen

Die modellprädiktive Regelung (MPC) prognostiziert das zukünftige Verhalten mithilfe eines Modells, optimiert eine beschränkte Eingangssequenz, wendet nur den ersten Schritt an und wiederholt den Vorgang. Diese Einführung behandelt Gleichungen, Parametrierung, Sicherheit, Implementierung und aktuelle Anwendungsbeispiele.

Fundamentals · 6 Min. Lesezeit Regelungstechnik September 3, 2026

Einführung in die Regelungstechnik: Pfadplanung – A*, Dijkstra, RRT, RRT* und PRM

Pfadplanung bedeutet nicht einfach nur, die kürzeste Linie zu zeichnen. Diese Einführung vergleicht Algorithmen für Gitter- und kontinuierliche Räume unter Berücksichtigung des Roboter-Flächenbedarfs, der Kartenunsicherheit, des Rechenaufwands, der SLAM/Nav2-Integration und der Sicherheit.

Fundamentals · 6 Min. Lesezeit Regelungstechnik September 3, 2026

Grundlagen der Regelungstechnik: PID-Regelung – Arbeiten über drei Zeitskalen hinweg

PID-Regler bestehen nicht einfach nur aus drei Verstärkungsfaktoren. Diese Einführung verknüpft seine Intuition und Gleichungen mit Abtastung, Sättigung, Anti-Windup, Optimierung, Sicherheit, ROS 2 und praktischen Implementierungsprüfungen.

Fundamentals · 7 Min. Lesezeit Regelungstechnik September 3, 2026

Grundlagen der Regelungstechnik: Trajektorienerzeugung – Minimaler Ruck, Quintiken und Trapezprofile

Ein Pfad gibt den Weg vor; eine Trajektorie legt fest, wann und mit welcher Geschwindigkeit, Beschleunigung und welchem Ruck. Diese Einführung behandelt ruckminimale, quintische und trapezförmige Profile, Randbedingungen, Sicherheitsaspekte und die Integration in ROS 2.

Fundamentals · 5 Min. Lesezeit