Diese Arbeit wurde in dem lns·titut fUr Dynamik der Flugsysteme der Deut schen Forschungs- und Versuchsanstalt fUr Luft- und Raumfahrt e.V. (DFVLR), Oberpfaffenhofen und im Rahmen eines ESRO-fellowship als "visiting scien tist" bei dem Operations Center of the European Space Research Organization (ESOC), Darmstadt angefertigt. Beiden Organisationen gilt mein Dank fUr die UnterstUtzung dieser Arbeit. Besonderer Dank gebUhrt dabei Herrn Professor Dr.-Ing. c. BrUning, dem damaligen Direktor des Institutes fUr Dynamik der Flugsysteme, der mir die Moglichkeit gab, die zugrunde liegenden Forschungs arbeiten an dem lnstitut durchzufUhren. Herrn Professor Dr. phil. nat. C. Schneider und Herrn Professor Dr.-Ing. R. Unbehauen bin ich fUr Diskus sionen Uber diese Arbeit und wertvolle Anregungen zu Dank verpflichtet. Ebenso gilt mein Dank Herrn Professor Dr. L.M. Silverman von der University of Southern California fUr fijrderliche wissenschaftiiche Kontakte und Be sprechungen Uber die voriiegende Arbeit. FUr das Schreiben des Manuskriptes danke ich Fri. Schaupp im lnstitut fUr Dynamik der Fiugsysteme.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Die grundlegende Systemdarstellung.- 2.1 Systembegriffe.- 2.2 Allgemeine Grundlagen der Systemreduzierung.- 2.3 Die Reduzierungstransformation.- 3. Die kanonischen Formen.- 3.1 Die Steuerungsnormalform.- 3.2 Die Beobachtungsnormalform.- 3.3 Die phasenvariable kanonische Form (Die Steuerungsnormalform II. Art).- 3.4 Die Beobachtungsnormalform II. Art.- 4. Die Entkopplung.- 4.1 Grundlegende Beziehungen.- 4.2 Die korrespondierenden skalaren Differentialgleichungen.- 4.3 Die Entkopplungsmatrizen.- 4.4 Die Änderung der Systemdynamik.- 4.5 Die Beobachtbarkeit.- 5. Der Entwurf und die Stabilisierung von Systemen mit Zustandsvektorrückführung.- 5.1 Definitionen und Problemstellung.- 5.2 Die Auslegung der Zustandsvektorrückführung.- 5.3 Die Stabilitätsbetrachtung.- 5.4 Die Betrachtung des Eingang-Ausgang-Verhaltens.- 5.5 Ein Systementwurf.- 6. Die Schätzung des Zustandsvektors (Beobachter).- 6.1 Der prinzipielle Aufbau eines Beobachters.- 6.2 Der exponentielle Beobachter.- 6.3 Die Bestimmung des Fehlers.- 6.4 Der Entwurf eines Beobachters.- 7. Die Inversion von Mehrgrößensystemen.- 7.1 Die Definition.- 7.2 Die Struktur des inversen Systems in verschiedenen Fällen.- 7.3 Das allgemeine Ergebnis.- 8. Die Synthese vermaschter Mehrgrößensysteme.- 8.1 Die Darstellung mit Übertragungsoperatoren.- 8.2 Die Addition, die Multiplikation und die Kreisschaltung.- 8.3 Die Inverse.- 8.4 Ein Systementwurf.