Flachheitsbasierte Trajektorienfolgeregelung von Flachwasserwellen in einer Röhre mit bewegtem Kolben

Der Beitrag behandelt die Folgeregelung von Flachwasserwellen in einer partiell gefüllten Röhre, in der der Flüssigkeitspegel durch einen beweglichen Kolben variiert werden kann. Zur Beschreibung der Flachwasserwellen werden die Saint-Venant-Gleichungen in Euler-Koordinaten verwendet, ein quasilineares hyperbolisches Differentialgleichungssystem zweiter Ordnung. Der Beitrag fasst bereits in Vorarbeiten erzielte Ergebnisse zur Flachheit und zum darauf basierenden Steuerungsentwurf zusammen und erweitert diese Resultate um eine einfache auf den linearisierten Modellgleichungen beruhende flachheitsbasierten Folgeregelung. Die Leistungsfähigkeit der entworfene Folgeregelung wird anhand von Simulationen und experimentellen Studien nachgewiesen.