Mit sinkenden Strukturgrößen in der Mikroelektronik steigt die Wahrscheinlichkeit für transiente Störeffekte durch elektromagnetische Kopplung und durch Partikel-Strahlung an. Damit wird die gezielte Härtung kritischer Schaltungsteile oder die Implementierung von Fehlertoleranz-Eigenschaften notwendig. Speicherzellen, Latches und Flip-Flops gelten als besonders gefährdet. Fehlertolerant aufgebaute Latches und Flip-Flops benötigen stets mehrere Speicherelemente. Damit liegt die Möglichkeit nahe, Scan-Pfad-Elemente aufzubauen, die auch dynamische Tests unterstützen können.

Mit sinkenden Strukturgrößen in der Mikroelektronik steigt die Wahrscheinlichkeit für transiente Störeffekte durch elektromagnetische Kopplung und durch Partikel-Strahlung an. Damit wird die gezielte Härtung kritischer Schaltungsteile oder die Implementierung von Fehlertoleranz-Eigenschaften notwendig. Speicherzellen, Latches und Flip-Flops gelten als besonders gefährdet. Fehlertolerant aufgebaute Latches und Flip-Flops benötigen stets mehrere Speicherelemente. Damit liegt die Möglichkeit nahe, Scan-Pfad-Elemente aufzubauen, die auch dynamische Tests unterstützen können.

Das Hauptmerkmal eines fehlertoleranten Regelungssystems ist die Aufrechterhaltung der Gesamtsystemstabilität und einer akzeptablen Leistung angesichts von Fehlern und Ausfällen innerhalb des Systems. In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Fehlererkennung und Ansätze der fehlertoleranten Regelung (FTR) mit einer Anwendung gegen Aktorfehler von Regelungssystemen, die aus sowohl einem einzelnen Aktor als auch mehreren Aktoren (z.B. Softrobotik) bestehen, vorgestellt. Diese Methode beruht hauptsächlich auf einem Index, genannt Fitnessindex (FI. Der FI wird durch den Vergleich der aktuellen Parameter des Aktors und die im Normalzustand mittels eines Modells geschätzt. Die Ergebnisse des Fitnessindex werden mit Hilfe des Performanceindex verwendet zur Bewertung des Schweregrades eines Aktorfehlers während des Betriebes in einem geschlossenen Regelkreis und sind die entscheidende Grundlage zur automatischen Fehlerdetektion, Fehlerdiagnose und der anschließenden FTR. Diese Methode wird in einem Simulationsmodell getestet, das dem Versuchsaufbau eines Formgedächtnislegierungs-Aktors entspricht. Die Simulationsergebnisse zeigen die Berechnungsergebnisse über den FI und anschließend die Verwendung der Ergebnisse des FIs zur Durchführung der FTR, um die Leistung zu gewährleisten und die Zuverlässigkeit der Regelungssysteme zu verbessern, wenn ein Fehler im Aktor auftritt. / The main feature of a fault tolerant control system is to maintain overall system stability and acceptable performance in the face of errors and failures within the system. In this thesis, a method for fault detection and approaches of the fault tolerant control (FTC) with an application against actuator errors of control systems, which consist of a single actuator as well as several actuators (soft robotics), is presented. This method is mainly based on an index called the fitness index (FI). The FI is estimated by comparing the current parameters of the actuator and in the normal state, based on a model. The results of the fitness index are used with the help of the performance index to evaluate the severity of an actuator fault during an operation in a control loop and are the decisive basis for automatic fault detection, fault diagnosis and subsequent the FTC. This method is tested in a simulation model that corresponds to the experimental setup of a shape memory alloy actuator. The simulation results show the calculation results about the FI and in addition the use the results of the FI to perform the FTC in order to ensure the performance and improve the reliability of the control systems when a fault occurs in the actuator.