Contributions to Control Systems in the summer semester 2017

 

In order to support the professional exchange in control and automation technology far beyond the borders of our university, some years ago a colloquium series with the name “Contributions to Control Systems” was brought into being at the Institute of Automatic Control. Speakers from industry and research talk about their work in relevant developments and applications in the field of automatic control.

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Venue

Conference room of the IRT, Steinbachstr. 54, 52074 Aachen, Room 54A/202

 
 

Monday, April 24, 2017, 10:30am

 

EWITAC – Multi-domain Modelling of Wind Turbines and Control Applications

Modelling of Wind Turbines and Control Applications DLR/Zimmer

Dirk Zimmer

German Aerospace Center
Institute of System Dynamics and Control
Oberpfaffenhofen-Wessling

 

Abstrakt:

Wind energy has become a major player in today’s electricity supply. The large share of wind energy gives rise to strict rules for grid-code compliance whereas the increasing large turbines justify more complex control algorithms and the use of modern sensor equipment such as LIDAR systems. Goal of these control challenges is not only to improve the harvesting of wind energy but also to increase turbine lifetime, ease maintenance and enable a smoother integration into the overall grid.

To meet these challenges, the software library EWITAC has been developed. Based on the open standard Modelica, this library offers a starting point for the modelling of wind turbines. Its usability is demonstrated by the design of a controller for gust load alleviation based on nonlinear dynamic inversion and the simulation of low-voltage ride through, called LVRT scenarios.

 

Wednesday, June 21, 2017, 4:00pm

 

WORHP: Hochdimensionale nichtlineare Optimierung trifft industrielle Anforderungen

Professor Christof Büskens

University Bremen
Zentrum für Technomathematik
28359 Bremen
Germany

 

Abstrakt:

Nichtlineare Optimierung ist zu einer Schlüsseltechnologie in modernen Anwendungen geworden. Ob bei der Bestimmung neuer Kennfelder im Diesel-Abgasskandal oder dem Entwurf modellprädiktiver Regelungsverfahren, das Interesse an Lösungsmethoden für hoch- und höchstdimensionale Optimierungsprobleme ist groß.

We Optimise Really Huge Problems, kurz WORHP, gehört zu einer neuen Generation von nichtlinearen Optimierungslösern, die sogenannte schwach-besetzte Strukturen ausnutzen. Im Gegensatz zu anderen etablierten und "gewachsen" NLP-Lösern wurde WORHP zunächst vollständig am Reißbrett entworfen und berücksichtigt aktuelle Architekturen, mathematische Entwicklungen, neue Computer- und Compilerstandards sowie industrielle Anforderungen. Hierdurch ist es möglich Probleme mit mehr als 1 Milliarde Variablen und Beschränkungen zu lösen.

Nach einer kurzen ingenieurwissenschaftlichen Motivation und einem Einblick in den aktuellen Stand zur nichtlinearen Optimierung und zu Seitenwerkzeugen, werden in diesem Vortrag Ideen aus der Echtzeitoptimierung ihren Weg in ein adaptives Regelungsverfahren finden. Abschliessend werden Anwendungen aus den Bereichen
Automotive, Luft- und Raumfahrt sowie Energie vorgestellt.

 

Wednesday, July 19, 2017, 4:00pm

 

Elektromobilität mit Brennstoffzellen: Aktueller Entwicklungsstand und regelungstechnische Anforderungen

Peter Beckhaus

Zentrum für BrennstoffzellenTechnik ZBT GmbH
Carl-Benz-Straße 201
47057 Duisburg

Germany

 

Abstrakt:

Die heutige Abhängigkeit des Transportsektors vom Energieträger Öl wird sowohl aus ökologischen aber auch aus volkswirtschaftlichen Gründen als problematisch eingeschätzt. Die Schadstoffemissionen des Verkehrs beeinträchtigen Gesundheit und Lebenserwartung, die CO2-Emissionen tragen signifikant zum Klimawandel bei und die Kosten für Rohölimporte in die Europäische Union betragen 1 Milliarde Euro - pro Tag. Ein entscheidender Fokus von Politik und Automobilindustrie liegt daher auf der Entwicklung alternativer Antriebskonzepte. Elektromobilität, ob mit Batterien und / oder Brennstoffzellen, ermöglicht lokal emissionsfreies Fahren und die Integration des Verkehrssektors in ein Gesamtenergiekonzept mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energie.

Ist das batterieelektrische Fahrzeug im Nahbereich optimal geeignet, ist eine Langstreckenmobilität basierend rein auf Batterietechnik kaum nutzerfreundlich zu realisieren. Als saubere Alternative zum Öl bietet sich Wasserstoff als regenerativ herstellbarer und sauberer Kraftstoff an. Die Wasserstoffverstromung in Niedertemperatur-Brennstoffzellen bietet eine der effizientesten und leisesten Konzepte zur Realisierung einer ökologisch optimalen Langstreckenmobilität. Am Beispiel eines in einem Verbund-Projekt in Nordrhein-Westfalen entwickelten 30 Kilowatt Range-Extender-Moduls für batterieelektrische Fahrzeuge werden regelungstechnische Aspekte im Bereich des Brennstoffzellensystems diskutiert.

 

Wednesday, July 26, 2017, 4:00pm

 

Criteria for power and load control of wind turbines

Jan Maschuw

Nordex Energy GmbH
Turbine Engineering - Load Calculation
Hamburg
Germany

 

Abstrakt:

The driving design goal to reduce the turbine's cost of energy, called CoE, is strongly influenced by feedback control. Extreme and fatigue loading, that directly influence the capital and operational expenditures, annual energy production and feasibility of hard constraints as e.g. grid compliance can all be shaped to some extent by the right choice of control strategy. The presentation will be looking at the dependencies of the above mentioned criteria and the resulting design space for feedback control.