Forschungsprojekte

Identifikation & Regelung

  • Online-Identifikation und Beobachtung von Systemparametern elektrischer Antriebssysteme zur Nachführung von regelungstechnisch relevanten Parametern II
    Das primäre Ziel dieses Forschungsvorhabens liegt in der Bestimmung der wesentlichen Parameter eines elektrischen Antriebssystems mit gekoppelter Mechanik ohne zusätzliche Sensorik. Dies erfolgt zum Einen durch optimierte Identifikationstrajektorien und zum Anderen im laufenden Betrieb durch Beobachtung der Parameteridentifizierbarkeit in Abhängigkeit der Streckeneigenschaften. Grundlage bildet ein echtzeitfähiges Modell des mechatronischen Gesamtsystems.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Tobias Ortmaier
    Team: M. Sc. Mathias Tantau
    Jahr: 2017
    Förderung: FVA, AiF
    Laufzeit: 01.07.2020 bis 31.01.2020
  • Automatisierte Inbetriebnahme elektrischer Antriebsstränge - Nutzungsanalyse von temporärer Inbetriebnahme-Sensorik
    Um detaillierte Modelle für die automatisierte Auslegung von Regelung und Vorsteuerung zu gewinnen, lässt sich Vorwissen mit einer Struktur- und Parameteridentifikation auf verschiedene Arten kombinieren. Derzeit ist es schon möglich, Modelle für elektrische Antriebstränge experimentell zu identifizieren und diese zur Reglerauslegung, Kalmanfilterung, online Zustands- und Parameterschätzung, usw. zu nutzen. Es bleibt das Problem, dass die Eindeutigkeit der Strukturidentifikation nicht immer gegeben ist. Als mögliche Lösung hierfür kämen temporäre Inbetriebnahme-Sensoren in Frage, wie lastseitige Positionsgeber, Beschleunigungssensoren, DMS, Drehratensensoren u.Ä. Es wurde bisher jedoch wenig untersucht, wie Art, Qualität und Position der temporären Sensoren zur Lösung des Mehrdeutigkeitsproblems und zur Verbesserung der Genauigkeit der Modelle beitragen. Die Forschungsziele sind 1.) Höhere Qualität und Robustheit der Verfahren aus den Vorgängerverfahren durch temporäre Inbetriebnahme-Sensorik 2.) Reduktion von Inbetriebnahmezeit durch Identifikation der mechanischen Strecke 3.) Inbetriebnahmebox (Low-Cost-Hardware, bzw. Smartphone-App) 4.) Breites Anwendungsfeld durch automatische Auswahl der Struktur 5.) Bewertung des Nutzens von temporärer Inbetriebnahme-Sensorik Die temporäre Sensorik kann nach der Inbetriebnahme an anderen Aufbauten weiterverwendet werden, bzw. ist preislich erschwinglich, da auf Low-Cost-Hardware gesetzt wird. Die erarbeiteten Methoden sollen an verschiedenen Prüfständen validiert und in die e-Workbench (FVA 827) integriert werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Tobias Ortmaier
    Team: M. Sc. Mathias Tantau
    Jahr: 2020
    Förderung: FVA
    Laufzeit: 01.02.2020 - 28.02.2021
  • Automatisierte Reglerauslegung auf Basis (teil-)automatisch generierter, regelungstechnisch optimaler Modelle
    Die modellbasierte Reglerauslegung ermöglicht eine objektive, reproduzierbare Reglereinstellung und sofern gewünscht auch eine online-Parameteranpassung. Die Reglereinstellung erfolgt nach einfachen Rechenvorschriften oder anhand von Simulationen ohne kostspielige Versuche. Die Schwierigkeit ist jedoch, für ein gegebenes System das passende Modell festzulegen. Häufig ist bei der Modellierung nicht klar, welche physikalischen Effekte im Modell und damit in dem modellbasierten Regler berücksichtigt werden müssen, bzw. vernachlässigt werden können, z.B. Elastizitäten, Reibung, Totzeit, Lose. Auch die Entscheidung über ein geeignetes Regelungskonzept (z.B. phasenabsenkendes Netz vs. Kerbfilter, ...) erfordert viel Expertenwissen. In diesem Projekt sollen (teil-)automatisiert Modelle gewählt und modellbasierte Regler ausgelegt werden. Kriterien wie z.B. maximale Dynamik und Minimierung der Überschwingweite führen zu verschiedenen Parametrierungen. Auf Basis dieser und weiterer vom Anwender vorgebbarer applikationsabhängiger Kriterien soll ein Gesamtkonzept für Modell und Regler generiert werden. Dadurch ist eine deutlich verkürzte Inbetriebnahmezeit bei vergleichbar guten Reglereigenschaften zu erwarten. Die Bewertung der Modelle für die Modellauswahl muss basierend auf regelungstechnischen Kriterien durchgeführt werden. Dies steht im Gegensatz zu häufig verwendeten Methoden wie Kreuzvalidierung und Informationskritieren. Mögliche Ansätze ergeben sich aus dem Bereich der modellprädiktiven Regelung.
    Leitung: Dr.-Ing. Mark Wielitzka
    Team: M. Sc. Mathias Tantau
    Jahr: 2021
    Förderung: FVA
    Laufzeit: 01.03.2021 bis 28.02.2022