Integrated module state

M01
Gesamtlab

Das Abschlusslab verbindet die bisher getrennten Schichten: physische Dynamik, Messung, Zustandsabschätzung, Vorhersage, begrenzte Steuerbarkeit und die geometrische Überlappung zweier Reachability-Mengen.

physicalobservedestimatedpredictedreachable
Integrierte Systemübersicht aus physischer Bahn, Sensor, Schätzzustand, Prognose und zwei Reachability-Mengen.

M01 synthesis

Fünf Ebenen, ein gekoppeltes System.

Die Kapitel K01–K09 werden nicht zu einer einzigen Größe verdichtet. K10 hält die Ebenen bewusst getrennt und zeigt ihre Kopplung.

01PhysicalX(t)K01 · K02 · K06 · K07
02Observedz(t)K03
03EstimatedX̂(t), Σ(t)K03
04PredictedX̂(t+τ)K04 · K05
05ReachableR_A ∩ R_BK08 · K09

Integrated dashboard

State → Information → Possibility

Die Parameter sind dimensionslos und synthetisch. Ziel ist die Struktur der Abhängigkeiten: schlechtere Beobachtung verbreitert die Schätzung; unbekannte Steuerung verbreitert die Zukunft; eine zweite Reachability-Menge erzeugt erst auf der letzten Ebene eine geometrische Schnittfrage.

Integrated M01 statebalanced synthetic scenario
PhysicalXknown
Sensorznoisy
Estimatorbounded
PredictorPset-valued
ReachabilityRpartial
Physical / observed / estimated / predictednormalized trajectory space
Reachability layernormalized local state plane
Information timelinenormalized module sequence
Truthphysical state exists
Observesamples arrive
Estimatetrack formed
Freezeprediction starts
Controlfuture branches
Overlapsets compared
physical truth observation estimate nominal prediction reachable futures
Observation RMSnormierter Messfehler
Estimate σZustandswissen
Prediction spreadunknown future control
Target coveredR_A ∩ R_B / R_A
Info qualitydeskriptiv
Reach relationset topology

System interpretation

Keine Ebene ersetzt die andere.

Gute Beobachtung reduziert Zustandsunsicherheit, beseitigt aber keine unbekannte zukünftige Steuerung. Große geometrische Überlappung ersetzt wiederum keine Information über den tatsächlichen Zustand.

M01 conclusion

Vom Bahnproblem zum dynamischen Informationsproblem.

K01–K02

Physik und passive Rückkopplung bestimmen den tatsächlichen Zustand.

K03–K05

Sensorik, Schätzung und Propagation bestimmen, was über Gegenwart, Zukunft und Vergangenheit bekannt ist.

K06–K09

Unbekannte Steuerung macht Zukunft set-valued; eine zweite Reachability-Menge fügt eine geometrische Kompatibilitätsfrage hinzu.

PhysicalObservedEstimatedPredictedReachable