Diese Arbeit beschäftigt sich mit verallgemeinerten Herangehensweisen für Zustandsschätzung und modellbasiertem Regelungsentwurf am Beispiel pneumatischer Applikationen. Als Ergebnis der physikalischen Streckenmodellierung resultiert ein leicht erweiterbares, parameterlineares aber dennoch nichtlineares Zustandsraummodell welches auf Analogiebetrachtungen zu passiven Bauelementen der Elektrotechnik basiert. Es werden verschiedene Methoden zur Schätzung der für die Regelung notwendigen Zustandsgrößen für Strecken mit Modellfehlern vorgestellt, geprüft und bewertet. Durch die Verwendung einer Zustandstransformation lässt sich das System in E/A-Darstellung mit integralem Streckenanteil überführen. Damit ist es auch mit groben Modellierungsfehlern machbar, die Forderung nach stationärer Genauigkeit zu erfüllen. Damit das entwickelte Regelungskonzept auch an Strecken mit Totzeiteffekten verwendet werden kann, wird auch die Anwendbarkeit einiger in der Literatur existierender Methoden zur Modellierung von Totzeiten im Zeitbereich entsprechend geprüft und beurteilt.
