In this thesis, we focus on numerical methods for an efficient simulation and control design of flexible mechanical systems. Therefore, we discuss port- and energy-based formulations, which are favorable for modular and structured modeling of interconnected systems. We consider geometrically exact strings, and the general setting of geometrically nonlinear continua from the perspective of boundary control systems, and their structure-preserving discretization in space and time.
Übersetzte Kurzfassung:
In dieser Arbeit werden numerische Methoden zur effizienten Simulation und zum Steuerungsentwurf flexibler mechanischer Systeme betrachtet. Daher werden port- und energiebasierte Formulierungen, die für die modulare und strukturierte Modellierung verschalteter Systeme vorteilhaft sind, diskutiert. Es werden geometrisch exakte Seile und allgemeine geometrisch nichtlineare Kontinua aus einer regelungstechnischen Sichtweise sowie deren strukturerhaltende Diskretisierung in Raum und Zeit betrachtet.