Gruppe Industry

  Modellfabrik IRT

Die Gruppe Industry forscht an vielfältigen Themen zur Automatisierung industrieller Systeme und Anlagen, um die Performanz beziehungsweise Effektivität zu steigern. Im Mittelpunkt steht dabei die Modellierung und Regelung, mit dem Ziel theoretische regelungstechnische Ansätze auf industrielle Anwendungen zu applizieren.

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Sebastian Stemmler

Gruppenleiter Industry

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+49 241 80 27479

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Aufgrund der vielfältigen Anwendungsfelder ergeben sich verschiedene regelungstechnische Herausforderungen:

  • Viele der technischen Systeme sind komplex, nichtlinear und unter Umständen sogar verteilt-parametrisch.
  • Die technischen Systeme lassen sich nur multidisziplinär modellieren, beispielsweise mithilfe von Fluidmechanik, Elektromechanik und so weiter. Häufig sind die entstehenden Modelle so komplex, dass diese reduziert oder durch ein vereinfachtes Ersatzmodell beschrieben werden müssen, um diese für die Regelungsaufgabe explizit nutzen zu können.
  • Einige Prozesse sind zyklisch, sodass sich aufeinanderfolgende Zyklen beeinflussen können.
  • Relevante Prozessgrößen können häufig nicht direkt gemessen werden. Sei es weil geeignete Sensoren zu teuer oder nicht verfügbar sind.
  • Bei der Regelungsaufgabe müssen vorgegebene Grenzwerte, wie beispielsweise für Regelgrößen, Zustände, und Nebenbedingungen eingehalten werden.
  • Zur Steigerung des Automatisierungsgrades sollen übergeordnete und teils gegensätzliche Ziele wie beispielsweise Qualität, Prozessdauer und Energieverbrauch geregelt werden.
  Kunststoffspritzguss IKV/IRT

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, forscht die Gruppe Industry in Zusammenarbeit mit interdisziplinären Partnern aus Industrie und Forschung an regelungstechnischen Lösungen, die über die in der industriellen Praxis eingesetzten Lösungen hinausgehen. Hierzu gehören unter anderen:

  • Modellbasierte Optimierungsverfahren für komplexe Systeme.
  • Einsatz von echtzeitfähigen modelbasierten prädiktiven Regelungen, iterativ lernenden Regelungen sowie adaptiven Regelungen.
  • Kombination von modellbasierten prädiktiven Regelungen und iterativ lernenden Regelungen für zyklische Prozesse.
  • Identifikationsmethoden für schwer zu identifizierende Teilsysteme und –prozesse, beispielsweise mithilfe Neuronaler Netze oder Support Vector Machines.
  • Regelungen für verteilt-parametrische Systeme.
  • Erstellung von reduzierten White-Box- und Grey-Box-Modellen.
  • Entwicklung Virtueller Sensoren zur Schätzung nicht messbarer Größen.
  • Rapid Control Prototyping und Übertragung der Regelungskonzepte auf Industriesteuerungen.
 
Industry Video
Wing Animation
 
 

Aktuell werden Fragestellungen in folgenden Bereichen erforscht:

  • Prozessregelung von Fertigungs- und Produktionssystemen
  • Automatisierung des Einstellvorgangs von Produktionssystemen
  • Regelung klimatechnischer und verfahrenstechnischer Anlagen
  • Regelung mechatronischer Offshore-Systeme
  • Aktive Widerstandsreduktion von Oberflächen in Strömungen
  • Aktive Schwingungsdämpfung, zum Beispiel von Gebäuden