Algorithmensteuerung

Algorithmensteuerung bezeichnet die Steuerung von technischen Systemen durch den Einsatz von Algorithmen, die in digitalen Computern oder Mikrocontrollern implementiert sind. Typischerweise werden Messgrößen eines Prozesses aufgenommen, ein mathematisches Modell oder eine Schätz- bzw. Optimierungsstrategie verwendet und daraus Befehle an Stellglieder abgeleitet. Ziel ist Regulierung, Überwachung, Optimierung oder Planung des Systemverhaltens in Echtzeit.

Zu den typischen Ansätzen gehören klassische Regelungstechniken wie PID-Regler, sowie fortgeschrittene Verfahren wie Model Predictive Control (MPC), adaptives oder robustes Regelsystem, und Kalman-Filter-basierte Beobachtung. In der Praxis können algorithmische Steuerungen sowohl modellbasierte als auch datengetriebene Elemente enthalten, etwa durch Lernmethoden, die Regelungsentscheidungen verbessern oder an unbekannte Umgebungen anpassen.

Anwendungsfelder finden sich in der Automobiltechnik, Robotik, Prozessindustrie, Energieversorgung und Telekommunikation. Dort kommt Algorithmensteuerung zur Steuerung von Motoren, Robotergreifern, chemischen Prozessen, Netzintegration oder Regelung von Energie- und Verkehrsnetzen zum Einsatz. Wesentliche Aspekte des Entwurfs umfassen Modellbildung oder Identifikation, Zustandsbeobachtung, Entwurf des Regelgesetzes, Simulation, Implementierung in Echtzeit und Verifikation.

Herausforderungen ergeben sich aus Verzögerungen, Modellsicherheit, Störungen und Ausfällen, begrenzten Rechenressourcen sowie Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen. Standards und Normen unterstützen Validierung, Verifikation und sichere Implementierung in eingebetteten Systemen. Algorithmensteuerung bleibt eng mit der Systemtheorie, der Regelungstechnik und der Informatik verbunden.