schaltkriterien

Schaltkriterien bezeichnen die Bedingungen, unter denen ein Schalter, ein Regler oder ein Moduswechsel in einem dynamischen System ausgelöst wird. Sie legen fest, wann ein aktueller Betriebszustand beendet und ein neuer Zustand aktiviert wird. Schaltkriterien spielen eine zentrale Rolle in der Steuerungs- und Hybrid-Systemtheorie sowie in der Leistungselektronik, wo Systeme zwischen diskreten Modi wechseln müssen.

Zu den gängigen Typen gehören zeitbasierte, ereignisbasierte und hysteretische Kriterien. Zeitbasierte Kriterien lösen einen Wechsel nach festen Intervallen oder Takten aus. Ereignisbasierte Kriterien hängen von gemessenen Größen ab, zum Beispiel dem Überschreiten oder Unterschreiten von Grenzwerten oder dem Erreichen bestimmter Sollwerte. Hysteretische Kriterien definieren ein definiertes Toleranzband, um häufige Schaltungen bzw. Chattering zu vermeiden.

Anwendungen finden sich in power-elektronics-Topologien wie DC-DC-Wandlern, wo Schaltkriterien festlegen, wann Transistoren ein- oder ausgeschaltet werden, sowie in digitalen und modellbasierten Regelungen, in denen Moduswechsel sinnvoll und stabil gestaltet werden müssen. In der Praxis ist die Wahl der Schaltkriterien eng mit der Anforderungen an Regelgenauigkeit, Dynamik, Energieeffizienz und Systemstabilität verknüpft.

Wichtige Eigenschaften von Schaltkriterien umfassen Robustheit gegenüber Messrauschen, Vermeidung unnötiger Schaltvorgänge (Chattering) und die Minimierung negativer Sprünge im Systemverhalten. Die Entwicklung von geeigneten Schaltkriterien erfolgt oft unter Berücksichtigung von Modellierung, Simulation und Experimenten, um stabile und effiziente Betriebsmodi zu gewährleisten.