Störfunktionen

Störfunktionen bezeichnet in der Regel Funktionen, die als äußere Einflüsse auftreten und das Verhalten eines Systems stören oder verzerren. Sie modellieren Störungen, Störgrößen oder Rauschen, die auf Eingang, Zustand oder Ausgang eines Modells wirken können. In vielen Anwendungsfeldern, insbesondere der Regelungstechnik, werden Störfunktionen verwendet, um die Realwelt besser abzubilden und die Systemleistung unter Ungewissheiten zu planen.

In der Regelungstechnik werden Störfunktionen oft als additive oder multiplikative Größen dargestellt. Ein lineares zeitinvariantes Systemmodell kann zum Beispiel Eingangs- oder Ausgangsstörungen enthalten, die das Ausgangssignal beeinflussen. Störungen können deterministisch oder stochastisch sein, zeitabhängig auftreten oder sich statistisch durch Mittelwert, Varianz oder Spektraldichte beschreiben lassen. Typische Kategorien sind aufaddierte Störungen (z. B. d(t) im Ausgang), Störungen durch Umgebungsbedingungen oder systeminterne Unruhe sowie ungemessene Störgrößen.

In der Signalverarbeitung und Kommunikation dienen Störfunktionen oft als Modell für Rauschen, das gemessene oder übertragene Signale verfälscht. Beispiele sind white noise, farbige Störungen oder gaussches Rauschen, mit Eigenschaften wie Mittelwert, Autokorrelation und Leistungsdichtespektrum.

Die Analyse von Störfunktionen zielt auf deren Auswirkungen auf Regelgrößen oder Signale ab und umfasst Methoden zur Störunterdrückung, robuste Regelung, Zustands- und Parameterabschätzung sowie Störschätzung. Typische Ziele sind Minimierung der Beeinflussung der Ausgangssignale und Gewährleistung von Stabilität und Performance auch unter Unsicherheit.