Zur Verbesserung der Modellgüte und damit auch der Regelung ist eine detaillierte Modellierung, insbesondere von Hystereseerscheinungen, in Abgleich mit Messdaten erforderlich. Dabei müssen operatorbasierte oder differentielle (auch fraktionale) Ansätze hinsichtlich ihrer Struktur, Komplexität und Echtzeitfähigkeit verglichen werden. Weiterhin sind Sensorquantisierungen, die bisher vereinfachend als Störung angesehen wurden, mit einzubeziehen, da sie für die angestrebten Genauigkeiten relevant werden. Bisher können Standardregler die Systemdynamik lediglich in einen stabilen Grenzzyklus bringen. Angepasste Entwürfe [23] vermögen es, die Ausmaße dieser Grenzmenge zu reduzieren, so dass die Genauigkeit erhöht wird. Zur Zustandsschätzung kann die Quantisierung mit hybriden Beobachtern oder Überabtastung berücksichtigt werden. Dazu muss die Abtastzeit so gering wie möglich gewählt werden, was eine Hardware-nahe Implementierung erfordert. Für eine hochdynamische Regelung der spitzen- und laserbasierten Bearbeitungsprozesse muss bei unbekannte Oberflächenbeschaffenheit neben dem Abstand auch der Strom zwischen Cantilever und Substrat (A1, A2) bzw. die Laserleistung aktiv geregelt werden. Dazu sind mit Beobachteransätzen aus vergangenen Messpunkten Voraussagen über die noch zu bearbeitende (zukünftige) Geometrie zu treffen. Wird die unbekannte Geometrie als Störung modelliert, können hier fraktionale Ansätze helfen, die mögliche Störklasse zu erweitern. Für die Berücksichtigung der Richtungsabhängigkeit sind mehrdimensionale Ansätze erforderlich. Anschließend sollen die Regelung des Cantileverstroms bzw. der Laserleistung mit der unterlagerten Positionsregelung gekoppelt betrieben werden.
Projektleiter: Prof. Reger, Dr. Schäffel
