realtidsdynamik

Realtidsdynamik er studiet af dynamiske systemer, hvis tilstand udvikler sig i realtid, og hvor beregninger, beslutninger og handlinger skal gennemføres inden for fastsatte tidsfrister. Fokus ligger på samspillet mellem den fysiske udvikling af systemet og de tidsmæssige krav, der følger af praktisk anvendelse i kontrol, modellering og simulering.

Modelleringsmæssigt bruges ofte tilstandsrum-modeller. I kontinuerlig tid beskrives systemet med dx/dt = f(x, u, t), mens der i diskret tid anvendes x_{k+1} = f_d(x_k, u_k, t_k) med en given samplingstid T, som bestemmer opdateringsfrekvensen. Realistiske forhold som latency, jitter og deadlines har direkte betydning for stabilitet og præcision i kontrollen og i realtidssimuleringer. Real-tidskrav kan være hard eller soft, hvilket afspejler, hvor kritisk det er, at deadlines overholdes.

Praktiske anvendelser findes inden for robotteknik, autonome køretøjer, proces- og energiindustri, aerospace samt i realtidssimulation og hardware-in-the-loop (HIL). Realtidsdynamik kræver ofte integration af modelbaseret design med specifikationer for beregningsydelse og tidsstyring, herunder vurdering af worst-case execution time (WCET) og realtidsscheduling.

Udfordringerne omfatter håndtering af usikkerhed og ikke-lineære effekter, varierende beregningstider og krav om systemet skal være sikkert og forudsigeligt under alle driftssituationer. Forskning inden for dette område kombinerer kontrolteori, computering og cyber-fysiske systemer for at sikre tilstrækkelig respons i realtid og robust ydeevne under praktiske begrænsninger.

Se også: Real-time systems, kontrolteori, cyber-fysiske systemer.