Ein LQR-Controller (Linear-Quadratic Regulator) ist ein optimales Steuerungssystem, das häufig in der Regelungstechnik verwendet wird, um die Leistung eines dynamischen Systems zu verbessern. Er basiert auf der Minimierung einer Kostenfunktion, die typischerweise die quadratischen Abweichungen von den gewünschten Zuständen und den Steueraufwand berücksichtigt. Mathematisch wird dies durch die Kostenfunktion
definiert, wobei der Zustand des Systems, das Steuerungssignal, eine Gewichtungsmatrix für die Zustände und eine Gewichtungsmatrix für die Steuerung ist. Der LQR-Controller berechnet die optimale Steuerstrategie, indem er die Rückführung des Zustands mit einer Matrix verwendet, die aus den Lösungen der algebraischen Riccati-Gleichung abgeleitet wird. Diese Methode ermöglicht es, sowohl die Effizienz als auch die Stabilität des Systems zu gewährleisten und findet Anwendung in verschiedenen Bereichen wie Robotik, Automatisierung und Fahrzeugsteuerung.
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