Richtungssteuerung

Richtungssteuerung bezeichnet die gezielte Beeinflussung der Bewegungsrichtung eines Systems durch Anpassung von Eingangsgrößen wie Lenkwinkel, Ruderstellung oder Schubvektor, um eine gewünschte Orientierung oder Kursrichtung zu erreichen. Der Begriff wird in der Technik häufig im Zusammenhang mit Kursführung, Lenkung oder Orientierung verwendet.

In der Praxis erfolgt Richtungssteuerung meist als Regelungssystem mit Sensoren zur Bestimmung der aktuellen Richtung (z. B. Gyroskop, Kompass, GNSS/IMU) und einem Regler, der die Abweichung zwischen gewünschter und aktueller Richtung erfasst. Auf Basis dieser Differenz werden Stellgrößen berechnet, etwa das Lenken eines Fahrzeugs, das Verstellen eines Ruders oder das Anpassen des Schubes bei einem Fahrzeug oder Roboter.

Anwendungsbereiche finden sich in der Automobilindustrie (Lenkung und Spurführung), der Luft- und Raumfahrt (Autopilot und Kursführung), der Schifffahrt (Kurssteuerung) sowie in der mobilen Robotik und autonomen Systemen. In vielen Fällen dient die Richtungssteuerung der Stabilisierung der Orientierung in Gegenwart von Störungen wie Wind, Strömung oder Unebenheiten des Geländes.

Wichtige Konzepte umfassen die Wahl der Regelgröße (yaw oder heading), die verwendeten Regelungsansätze (PID, LQR, MPC) sowie die Sensorfusion zur robusten Orientierungsschätzung. Nichtlineare Effekte, Verzögerungen und begrenzte Stellkräfte müssen berücksichtigt werden, um Stabilität und Sicherheit der Steuerung zu gewährleisten.

Beispiele sind der Autopilot eines Flugzeugs, der Kursverfolgung eines Schiffes oder die Heading-Steuerung eines autonomen Fahrzeugs. Verwandte Begriffe sind Lenkung, Kursführung und Orientierungstechnik.