Resiliente Regelung von dynamischen Systemen in echtzeitf?higen Sensor-/ Aktornetzwerken

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Moderne Kommunikationsstrukturen besitzen eine hohe Flexibilit?t und erlauben eine Dezentralisierung der Systemkomponenten. Sensoren und Aktoren k?nnen nahezu von jedem Ort innerhalb des technischen Systems Informationen austauschen. Diese r?umliche Flexibilit?t schafft zum einen variable Arbeitsr?ume und zum anderen aber Herausforderungen für die Regelungstechnik, so dass die bekannten Verfahren und Algorithmen für den Einsatz in dezentralen und verteilten Sensor-/ Aktornetzwerken weiterentwickelt bzw. angepasst werden müssen.

Am Lehrstuhl Regelungstechnik wurden Lasertracker zur berührungslosen Verfolgung von dynamisch beweglichen Zielen (v > 1m/s) entwickelt. Durch die eingesetzten Sensoren ist es m?glich die Position der Ziele im euklidischen Raum hochgenau zu bestimmen. Auf Basis dezentraler CPUs (Zykluszeiten 50?s) k?nnen die verteilten Lasertracker als autarke Messknoten eingesetzt und die globale Messaufgabe bzw. der globale Zustandsvektor auf die Sensor-/ Aktorknoten aufgeteilt werden. Diese Verteilung kann auf Basis bekannter Verfahren aus der Modellordnungsreduktion erfolgen. Durch diese Ma?nahme müssen nicht immer alle Messdaten an einem zentralen Knoten gleichzeitig anliegen. Zus?tzlich müssen die lokalen Knoten lediglich einen Unterraum des globalen Zustandsraums sch?tzen, so dass trotz gro?er Systemordnung rechenintensive Algorithmen bearbeitet und Echzeitanforderungen eingehalten werden k?nnen. Des Weiteren k?nnen Kommunikationsinhalte zwischen den Messknoten mit einer ?bertragungsgeschwindigkeit von 20kHz ausgetauscht werden. Die Feldbus-basierte Kommunikation erlaubt ebenfalls eine dynamische Erweiterung von Sensoren und Aktoren, so dass das Netzwerk online adaptiert werden kann.

Der Forschungsschwerpunkt liegt in der Aufteilung globaler Modelle sowie der dezentralen Fusion. Zus?tzlich sollen zur Reduzierung von Unsicherheiten Kalibrations- und Lokalisationsalgorithmen entwickelt werden. Etwaige Unsicherheiten, welche auf Kommunikationsschwankungen zurückgeführt werden k?nnen, sollen durch resiliente Algorithmen abgefangen werden, so dass auch bei kurzzeitigem Kommunikationsausfall die Messaufgabe erfüllt werden kann.

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Meine grunds?tzlichen Forschungsschwerpunkte sind...

• Verteilte Systeme
• Filterung und Identifikation sowie Sch?tzung verteilter Systeme
• Modellordnungsreduktion
• Resiliente Regelalgorithmen und Kalibration verteilter Messsysteme