Webmaster des IRT
SekretariatSommersemester 2005
Mittwoch, 20. Juli 2005, 16:00 Uhr
Funktionale Integration fahrdynamischer Regelsysteme
Dr.-Ing. Dirk Odenthal
BMW Group, Abteilung EF-26, München
Kurzfassung:
Ziel des Integrated Chassis Management (ICM) ist es, das passive Fahrwerk mit aktiv geregelten Fahrwerkskomponenten in einem integrierten Ansatz so zu kombinieren, dass sowohl Fahrdynamik als auch Wirtschaftlichkeit nachhaltig verbessert werden können. Aufgabe der Integration ist es hierbei, Synergieeffekte auf den Gebieten der Sensorik, der Aktuatorik und der Regelungstechnik zu erzielen, die über den bloßen Ansatz einer „friedlichen Koexistenz“ hinausgehen. ICM bezieht sich auf die Kombination von aktiven Systemen aus den Fahrdynamikdomänen Längs-, Quer-/Gier- und Vertikal-(Hub-/Nick-/Wank-)dynamik.
Im Rahmen des Vortrags werden regelungstechnische Aspekte des modellgestützen Funktionsentwicklungsprozesses, der Funktionspartitionierung und der funktionalen Absicherung sowie die hierbei verwendeten Werkzeuge und Methoden erläutert.
Mittwoch, 13. Juli 2005, 16:00 Uhr
Passivitätsbasierte Regelung haptischer Telepräsenzsysteme über Kommunikationsnetzwerke
Dipl.-Ing. Sandra Hirche
Lehrstuhl für Steuerungs- und Regelungstechnik, TU München
Kurzfassung:
Über ein Telepräsenzsystem, einem Roboter-System, kann ihr Bediener mit einer entfernten, möglicherweise gefährlichen, unzugänglichen oder skalierten Umgebung interagieren. Haptik (Kraftrückkopplung) ist dabei unverzichtbar für die Durchführung komplexer Manipulationsaufgaben. Der vielseitige Anwendungsbereich derartiger Systeme erstreckt sich von der Tele-Chirurgie über Tele-Wartung bis hin zur Tele-Ausbildung und dem Tele-Entertainment. Wird das Internet für die Kommunikation zwischen der Bedien-Station und dem entfernten Roboter eingesetzt, so destabilisieren variable Zeitverzögerungen und Paketverluste das haptische Telepräsenzsystem. In diesem Vortrag werden für die Stabilisierung dieses geschlossenen Regelkreises passivitätsbasierte Regelungsstrategien vorgestellt und anhand von Experimenten validiert.
Mittwoch, 29. Juni 2005, 16:00 Uhr
Modeling and Optimization in Biomedical Device Design
Univ.-Prof. Marek Behr, Ph.D.
Lehrstuhl für computergestützte Analyse technischer Systeme
Center for Computational Engineering Science, RWTH Aachen
Kurzfassung:
Modeling and computational analysis play an increasingly-important role in bioengineering, in particular, in the design of ventricular assist devices. Numerical simulation of flow in blood pumps has the potential to shorten the design cycle and give the designers important insights into causes of blood damage and suboptimal performance.
We present a set of modeling techniques based on stabilized space-time finite element formulation of the Navier-Stokes equations, with a shear-slip mesh update used to accommodate the movement of the impeller with respect to a non-axisymmetric housing. The computed global flow characteristics (performance curves) are compared with experimentally-measured data.
In order to obtain quantitative hemolysis prediction, we are developing cumulative tensor-based measures of strain experienced by individual blood cells, and correlating them with available blood damage data. In the first approximation, red blood cells under shear are modeled as deforming droplets, and their deformation is tracked along pathlines of the computed flow field.
This application presents a ripe target for shape optimization and optimal control. In order to assess the influence of the fluid constitutive model on the outcome of shape optimization tasks, we present a comparison of model problem computations based on the Navier-Stokes equations on one hand, and on a more accurate shear-thinning Carreau-Yasuda model on the other.
Mittwoch, 22. Juni 2005, 16:00 Uhr
Regelungstechnische Herausforderungen bei der Entwicklung von solarthermischen Kraftwerken
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Robert Pitz-Paal
Leiter Solarforschung im DLR, Köln
Lehr- und Forschungsgebiet Solartechnik, RWTH Aachen
Kurzfassung:
Solarstrom aus solarthermischen Großkraftwerken ist umweltfreundlich, schont das Klima und hilft wertvolle fossile Ressourcen zu schonen. Er kann bei Verwendung von thermischen Energiespeichern auch dann zur Verfügung gestellt werden, wenn die Sonne nicht scheint und ist zudem preiswerter als Strom aus den in Deutschland weit verbreiteten photovoltaischen Zellen. Dennoch kann er auch heute noch nicht mit den Erzeugungskosten von konventionellen Kraftwerken konkurrieren. Weite Forschung und Entwicklung ist daher notwendig, um die Kosten zu senken. Im Rahmen des Vortrages wird dabei insbesondere auf die regelungstechnischen Herausforderungen eingegangen. Dazu werden zwei Beispiele betrachte. In Parabolrinnenkollektorfeldern, in denen direkt Wasser verdampft wird, muss bei variierender Einstrahlung und Wolkendurchgängen gewährleistet bleiben, dass der Austrittszustand des Dampfes in engen Grenzen geregelt werden kann. Im zweiten Beispiel muss bei großen zentralen Receiversystemen, die mit Luft als Wärmeträger arbeiten, die Verteilung des Luftmassenstroms in Bezug auf die veränderten Bestrahlungsbedingungen angepasst werden. Hierzu werden theoretische und experimentelle Ergebnisse der regelungstechnischen Optimierung vorgestellt.
Mittwoch, 15. Juni 2005, 16:00 Uhr
Prozessführung mit Online-Analytik zur Optimierung der Produktion
Priv.-Doz. Dr.-Ing. Karsten-Ulrich Klatt
Bayer Technoloy Services GmbH, Advanced Process Control, Leverkusen
Kurzfassung:
Sichere, leistungsfähige und damit auch wirtschaftlich optimale Prozessführung in der chemisch-pharmazeutischen Industrie ist mehr denn je auf Messdaten aus den betreffenden Prozessen angewiesen. Die Ansprüche an Dateneigenschaften und Datenqualität haben sich dabei in der letzten Dekade spürbar gewandelt. Zunehmend werden zur Prozessführung stoffspezifische Informationen, z.B. Konzentrationen, eingesetzt. Die verwendeten Messdaten stammen dann also aus wesentlich komplexeren als den konventionellen Sensoren (Druck, Temperatur, Menge, ...) oder in Einzelfällen aus modellbasierten Berechnungen (Soft-Sensoren).
Der Einsatz von online Analytik in Kombination mit Prozessführung birgt ein enormes wirtschaftliches Potential, wobei sich zusätzlich zu den Einsparungen durch den bloßen Einsatz von online Analytik (z.B. im Bereich Laboranalytik durch die Kombination mit automatisierter Prozessführung weitere Benefits realisieren lassen. In diesem Beitrag wird dargestellt, welche Schritte zur erfolgreichen Abwicklung derartiger Projekte erforderlich sind. Dabei ist insbesondere die rechtzeitige Einbindung und intensive Zusammenarbeit der Experten aus den verschiedenen Bereichen entscheidend. Der wirtschaftlich erfolgreiche Einsatz von online Analytik zur Prozessführung wird durch konkrete Beispiele belegt.
Mittwoch, 20. April 2005, 16:00 Uhr
Durchgängiger Einsatz von Modellen in der Prozessführung?
Dr.-Ing. Jens Bausa
BASF AG, WLE - L440, Ludwigshafen
Kurzfassung:
Die Prozesssimulation hat in den letzten zwei Jahrzehnten einen erheblichen Einfluss auf die Prozessindustrie gehabt. Heutzutage ermöglichen moderne numerische Methoden leistungsfähige Computer sowie komfortable Softwarepakete die Lösung komplexer Probleme an jedem Büroarbeitsplatz. Typische Aufgabenstellungen sind der stationäre Prozessentwurf, die dynamische Simulation zur Auslegung von Regelungskonzepten sowie die Konzeption von modellgestützten Prozessführungsstrategien.
Grundsätzlich wäre es möglich, das in Modellen vorhandene Prozesswissen übergreifend zu nutzen, beispielsweise um ein dynamisches Prozessmodell auf Basis einer vorhandenen stationären Prozesssimulation zu entwickeln. In der Praxis ist ein solcher durchgängiger Einsatz jedoch selten zu finden.
Anhand der Betrachtung der unterschiedlichen Sichtweisen von universitärer Forschung, Softwareanbietern und industriellen Anwendern geht der Beitrag den Ursachen auf den Grund, warum sich der durchgängige Einsatz von Modellen in der Prozessführung bisher nicht durchgesetzt hat. Dass dies jedoch in der industriellen Praxis kein grundsätzliches Hindernis für den Einsatz modellgestützter Methoden ist, wird mit einigen Beispielen belegt.
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