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SekretariatWintersemester 2011/2012
Programm Wintersemester 2011/12
Mittwoch, 18. Januar 2012, 16:00 Uhr
Modellbasierte Prädiktivregelung in der Prozessindustrie
Dr.-Ing. Lena Lohner
Siemens Karlsruhe
Kurzfassung:
Modellbasierte Prädiktivregler (MPC) sind ein beliebtes Werkzeug für die Regelung von Mehrgrößensystemen in der Prozessautomatisierung. Neben ihren Vorteilen wie die Beherrschung von verkoppelten Mehrgrößensystemen, die Berücksichtigung von messbaren Störungen und der modellbasierten, vorausschauenden Berechnung der notwendigen Stellgrößen liegen die Hauptnachteile des Regelverfahrens in der benötigten Fachkenntnis, den oftmals ungenauen zugrundeliegenden Modellen sowie der aufwändigen Parametrierung.
Zur Unterstützung der Generierung und Parametrierung eines MPCs für die industrielle Praxis wird ein Verfahren vorgestellt, welches unter Berücksichtigung der Robustheit und der Reglerperformance geeignete Parameter vorschlägt und den Entwurfsprozess vereinfacht. Die Ergebnisse werden anhand eines Beispieles validiert.
Mittwoch, 25. Januar 2012, 9:00 Uhr
Lernen von der Delfinhaut - Strömungsregelung mit aktiven nachgiebigen Wänden
Dipl.-Math. Techn. Nikolas Goldin
Technische Universität Berlin
Kurzfassung:
Ein aus der Biologie motiviertes Verfahren zur Reduktion des Widerstandes eines umströmten Körpers besteht in der Verwendung von nachgiebigen Oberflächen. Da hierbei die Wandeigenschaften auf die jeweiligen Strömungsverhältnisse angepasst sein müssen, bietet es sich an, eine künstlich auslenkbare Wand zu verwenden, bei der die Nachgiebigkeit als trajektoriengenerierende Differentialgleichung vorgegeben werden kann. Hierfür werden Piezo-Polymer-Komposit Aktuatoren unter einer vorgespannten Membran verwendet. Für eine solche aktive Wand wurde mittels Methoden der MPC eine Ansteuerung entwickelt, welche die hier insbesondere notwendige phasentreue Verfolgung dynamischer Trajektorien trotz der sehr eingeschränkten Sensorik ermöglicht.
Mittwoch, 25. Januar 2012, 10:30 Uhr
Steuerungsentwurf für thermische Prozesse auf Basis örtlich verteilter Synthesemodelle
Dipl.-Ing. Florian Malchow
Universität Stuttgart
Kurzfassung:
Die Güte einer modellbasierten Steuerung steht und fällt mit der Fähigkeit des zugrundeliegenden Modells die wesentlichen Phänomene des Prozesses abzubilden. Bei thermischen Prozessen, z.B. Industrieöfen oder Wärmetauschern, sind dies vor allem der Wärmeeintrag und der Wärmetransport. Beide weisen eine signifikante örtliche Ausprägung auf, so dass die mathematische Beschreibung des dynamischen Verhaltens durch partielle Differentialgleichungen naheliegt. Da die Systemgrößen neben der Zeit von einer weiteren Variablen, dem Ort, abhängig sind, spricht man von Systemen mit verteilten Parametern (SVP). Der Vortrag behandelt die Frage, wie für solche Prozesse eine Steuerung entworfen werden kann, speziell dann, wenn der Eingriff örtlich verteilt auf den Prozess wirkt. Dabei stellt das Ziel der Steuerung – ein gewünschter Verlauf des Systemausgangs – gewisse Anforderungen an bestimmte Eigenschaften des SVP, die im Vortrag diskutiert werden.
Donnerstag, 26. Januar 2012, 16:00 Uhr
Angst vor dem Liegenbleiben - Mobilitätskonzept für Elektrofahrzeuge
Wilfried Nietschke
IAV GmbH Gifhorn
Kurzfassung:
Bei der Einführung von Elektrofahrzeugen wird stets deren mangelnde Reichweite kritisiert. Auch wenn Untersuchungen ergeben haben, dass 90 % aller Fahrten unter 50 km liegen, ist trotzdem die latente Angst vorhanden, mit dem Elektrofahrzeug liegen zu bleiben. In diesem Beitrag wird aufgezeigt, dass das überwiegend ein psychologisches Problem ist.
Also muss der Fahrer eines Elektrofahrzeuges die Gewissheit haben, dass er sein Ziel zu 100 % erreicht und das möglichst auch zu einem vorgegebenen Zeitpunkt.
Deshalb haben wir ein Konzept entwickelt, das mit modernen Kommunikationsmethoden und dem Nutzen von vorhandenen Applikationen dieses Gefühl der Sicherheit hervorbringt.
Für diesen Zweck wird ein iPad in die Armaturentafel eines Fahrzeuges so integriert, dass kontinuierlich Informationen zur Zielerreichung vorliegen. Außerdem lassen sich weitere nützliche Funktionen integrieren.
Das Gesamtkonzept läuft unter dem Begriff „Mobility4Sure“, und verknüpft sowohl Fahrzeugfunktionen als auch eine Kommunikation nach außen. Daraus ergibt sich ein neues Geschäftsmodell, das entsprechend dem garantierten Umfang verschiedene Modelle der Bezahlung zulässt. Auch verschiedene Mobilitätsflatrates sind möglich.
Der Automobilhersteller verkauft folglich nicht nur Fahrzeuge sondern auch Mobilität!
Mittwoch, 1. Februar 2012, 16:00 Uhr
Herausforderungen für die Steuerung zukünftiger Antriebssysteme
Dr. Michael Henn
VOLKSWAGEN AG Wolfsburg
Kurzfassung:
Schärfere Abgasgesetzgebungen, Treibhauseffekt und abnehmende Energiesicherheit verlangen effiziente und verbrauchsarme Motoren. Downsizing in Verbindung mit Aufladung, vollvariable Ventilsteuerungen und vollvariable Einspritzsysteme stehen als Technologien hierfür zur Verfügung. Motoren der Zukunft werden zudem in verschiedenen Betriebsmodi laufen, die je nach Anforderung das Brennverfahren flexibel gestalten können. Durch die zunehmende Elektrifizierung und Hybridisierung ergeben sich neue Aspekte für die Auslegung und den Betrieb des Verbrennungsmotors. Die Systemgrenzen für die Antriebseinheit verschieben sich. Nicht nur, dass eine Vielzahl neuer Sensoren und Aktuatoren berücksichtigt werden müssen, auch oder insbesondere die exponentielle Zunahme der Freiheitsgrade in der Steuerung dieser Systeme erfordert eine neue Herangehensweise. Mit dieser steigenden Komplexität wird außerdem eine Kennfeldbedatung, wie sie bei der Applikation von heutigen Steuergeräten erfolgt, nicht mehr möglich sein. Aus diesem Grund müssen Systeme und Applikateure zunehmend auf physikalische Zusammenhänge zurückgreifen, um die entsprechenden Einflüsse beschreiben, darstellen und optimieren zu können
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