Zustandswerte

Zustandswerte bezeichnet in Wissenschaft und Technik numerische Werte, die den gegenwärtigen Zustand eines Systems vollständig beschreiben. In der Praxis handelt es sich dabei meist um Zustandsvariablen oder Zustandsgrößen, deren Werte unabhängig davon bestimmt sind, wie der Zustand entstanden ist. Gegenüber Zustandswerten stehen Pfadwerte, die von der Historie der Prozessentwicklung abhängen. Zustandswerte liefern daher eine kompakte, rechenbare Beschreibung eines momentanen Systemzustands.

In der Thermodynamik gehören Zustandsgrößen wie Temperatur, Druck, Volumen, innere Energie oder Entropie zu den typischen Zustandswerten. Sie charakterisieren den Zustand eines Systems und erfüllen Zustandsgleichungen, die nur von den aktuellen Zustandswerten abhängen.

Im Bereich der Regelungstechnik und der Dynamik von Systemen wird der Zustand oft durch einen Vektor x beschrieben, dessen Komponenten Zustandswerte darstellen. Diese Werte werden gemessen oder abgeschätzt (State Estimation) und dienen als Grundlage für Regel- und Beobachteralgorithmen.

In der Informatik und Mathematik finden sich ähnliche Konzepte in Modellen wie Markov-Prozessen, wobei Zustandswerte den aktuellen Zustand beschreiben. In einigen Kontexten, etwa in der Wertfunktion, kann ein Zustandswert auch den erwarteten Nutzen eines Zustands bezeichnen.

Zustandswerte können gemessen, berechnet oder aus Messdaten abgeleitet werden. Ihre präzise Definition hängt vom jeweiligen Fachgebiet ab, bleibt aber durchgängig die Eigenschaft, den gegenwärtigen Zustand eines Systems zu charakterisieren.