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Kapitel 2 der vorliegenden Arbeit beschreibt die theoretischen Grundlagen optimaler Regelung und die unterschiedlichen Methoden des Pfadintegral Frameworks zur Reglersynthese. Zudem wird ein Ansatz zur Erweiterung des stochastischen NMPC dargestellt, sodass eine Adaption an eine real vorliegende Systemdynamik erfolgt. Weiter wird eine Methode entwickelt und beschrieben, welche die Effizienz des Algorithmus stark erhöht.
In Kapitel 3 wird aufgezeigt, wie die Pfadintegral Regelung dazu genutzt wird ein Furuta Pendel aufzuschwingen.
In Kapitel 4 werden die Algorithmen zur Lösung unterschiedlicher Problemstellungen im Kontext eines Forschungsboot appliziert. So wird unter anderem gezeigt, wie ein Pfadintegral Regelungsalgorithmus genutzt werden kann, um autonom mit dem Forschungsboot Solgenia am Steg der HTWG Konstanz anzulegen.
Abschließend wird in Kapitel 5 ein Fazit aus den Ergebnissen gezogen, diese eingeordnet und ein Ausblick auf weitere mögliche Arbeiten gegeben.
In this paper, a systematic comparison of three different advanced control strategies for automated docking of a vessel is presented. The controllers are automatically tuned offline by applying an optimization process using simulations of the whole system including trajectory planner and state and disturbance observer. Then investigations are conducted subject to performance and robustness using Monte Carlos simulation with varying model parameters and disturbances. The control strategies have also been tested in full scale experiments using the solar research vessel Solgenia. The investigated control strategies all have demonstrated very good performance in both, simulation and real world experiments. Videos are available under https://www.htwg-konstanz.de/forschung-und-transfer/institute-und-labore/isd/regelungstechnik/videos/