Zustandsbeschreibung

Zustandsbeschreibung ist ein Begriff aus Technik, Wissenschaft und Dokumentation, der die gegenwärtige Verfassung eines Systems in Form von Zustandsgrößen festhält. Im Gegensatz zur Beschreibung der Geschichte oder der zukünftigen Entwicklung konzentriert sie sich auf den aktuellen Zustand, der aus einer möglichst kleinen Menge von Variablen charakterisiert wird. Aus diesen Variablen lassen sich Abhängigkeiten der Systemeigenschaften ableiten und zukünftige Reaktionen auf Eingaben vorhersagen.

In der Thermodynamik und klassischen Mechanik werden Zustandsgrößen wie Temperatur, Druck, Volumen, Entropie oder Energie verwendet. Der Zustand eines Systems wird durch eine minimale Menge von Größen bestimmt, deren Werte aus den Zustandsgleichungen geschlossen werden können. Eigenschaften des Systems hängen dann von diesem Zustand ab und nicht von dem Weg, wie der Zustand erreicht wurde.

In der Regelungstechnik wird der Zustand eines dynamischen Systems durch einen Zustandsvektor x erfasst. Die Entwicklung von x über die Zeit wird durch Zustandsraumdarstellungen beschrieben: x' = f(x,u), y = g(x,u). Der Zustand ermöglicht die Modellierung interner Größen, die nicht direkt messbar sein müssen, aber für Steuerung und Beobachtung relevant sind.

Auch in der Informatik, etwa bei endlichen Automaten oder der Modellierung von Softwareverhalten, spricht man von Zuständen und Zustandsübergängen; die Zustandsbeschreibung legt fest, in welchen Modi sich das System befinden kann und wie es zwischen ihnen wechselt.

In technischer Dokumentation dient eine Zustandsbeschreibung der Beschreibung aktueller Betriebsbedingungen eines Geräts oder Systems: gemessene Größen, Betriebsgrenzen, Fehler- und Warnzustände. Sie ist Grundlage für Fehlersuche, Wartung und Prognose.