Kolloquium Automatisierungstechnik (144 000)
Übersicht SS 2011
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Sercan Bolat (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Erprobung eines Steuerungsentwurfsverfahrens für E/A-Automaten am Beispiel
einer Fertigungsanlage
Die Arbeit bezweckt, ein Steuerungsentwurfsverfahren für ereignisdiskreteSysteme zu untersuchen. Das System wird hier als Eingang/Ausgang-Automatbetrachet. Zu diesem Zweck wird zuerst die Sortieraufgabe berücksichtigt und sein Modell übernommen. Die Arbeit wird zustandsbasiert durchgeführt, deswegenwerden nur die Spezifikationstypen "Endzustand" und "Zustandsfolge" behandelt.Dann wird die Steuerungsentwurfsmethode für alle Spezifikationstypen angewendet. Um die Steuerung enwerfen zu können werden einige Algorithmen bestimmt und werden sie mit Hilfe von MATLAB-Toolbox umgesetzt. Dann musste dieErfüllbarkeit der Spezifikationstypen und für einen erfolgreichen Steuerungsentwurf benötigte Kriterien geprüft werden. So wird das Steuerungsentwurfsverfahren am Beispiel einer Sortieranlage erprobt. Am Ende lassen die Steuerungsentwurfsmethoden sich bewerten. Somit kann man die Ergebnisse vergleichen und interpretieren, welcher Spezifikationstyp für den Steuerungsentwurf besser geeignet ist.
Kolloquium Automatisierungstechnik
Dr.-Ing. Aolfo Anta (TU Berlin und Max-Planck-Institut) sprach über das Thema:
Self-triggered control
Digital implementations of feedback controllers offer many advantages with respect to analog implementations, such as accuracy or flexibility. A physical system is controlled by measuring its state at discrete time instants, using the measured state to compute a feedback control law, and updating the actuator with the computed law also at discrete instants in time. Under such implementations, one important question is what kind of requirements need to be imposed on these time instants to achieve desired performance. Traditionally, engineers and researchers have opted for conservative strategies, such as periodic sampling of signals and periodic execution of control laws. Periodic implementations execute the controller every T units of time, regardless the state of the control system, unnecessarily consuming the available resources. However, due to the growing complexity of systems, more efficient implementations are required, since resources are usually shared between several subsystems. In this talk we go beyond the periodic model and, drawing inspiration from event-triggered control, we develop self-triggered control laws that decide their next execution time based on the current state of the system. This approach considerably reduces resource utilization while ensuring stability and desired levels of control performance. Several applications, such as real-time scheduling co-design in embedded systems and bandwidth allocation in networked control systems, are discussed to show the benefits and the applicability of the results herein derived.
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Chuong Ngo (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Ereignisbasierte Regelung gekoppelter Systeme
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der konzeptionellen Erweiterung eines bestehenden Ansatzes zur ereignisbasierten Regelung auf eine dezentrale Regelungsstruktur. Das Ziel dieser Erweiterung besteht in der Anwendung dieses Regelungskonzepts auf Systeme, die aus mehreren physikalisch gekoppelten Teilsystemen bestehen. Ausgehend von dem Grundkonzept der ereignisbasierten Regelung werden dazu drei Ansätze für eine mögliche Erweiterung der Regelungsstruktur entwickelt und analysiert. Diese drei Ansätze unterscheiden sich im Wesentlichen in zwei Punkte:
- die in der Regelung zur Verfügung stehende Modellinformation über das Gesamtsystem und
- die Informationskopplung zwischen den einzelnen geregelten Teilsystemen.
In Abhängigkeit von diesen strukturellen Einschränkungen ist auch die im Grundkonzept der ereignisbasierten Regelung enthaltene Methode zur Störschätzung auf das jeweilige Konzept anzupassen. Es wird eine Bedingung hergeleitet, die die Stabilität der ereignisbasierten Regelung sicherstellt und es wird gezeigt, dass alle drei Konzepte diese Bedingung erfüllen. Die simulative und experimentelle Erprobung der vorgestellten Konzepte erfolgt an zwei verschiedenen thermofluiden Prozessen.
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. André Mosebach (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Autonomie und Kooperation bei zyklisch gekoppelten Systemen
Diese Arbeit befasst sich mit der kooperativen Regelung von Multi-Agenten Systemen. Moderne Kommunikationsnetze bieten die Möglichkeit, die Agenten über Informationskanäle zu verkoppeln, wenn eine Koordination der Teilsystemregelungen notwendig ist. Die in dieser Arbeit betrachteten kooperativen Regelungen operieren in zwei Modi. Treten keine Störungen auf, so befindet sich das Gesamtsystem im autonomen Modus. In diesem Modus besteht keine Informationskopplung zwischen den Agenten und die Regelung erfolgt dezentral. Falls die Wirkung der eingetretenen Störung eine bestimmte Grenze überschreitet, kann durch einen Datenaustausch eine wesentliche Verbesserung der Regelgüte erreicht werden. Wenn ein Datenaustausch über das Kommunikationsnetz durchgeführt wird, ist die Regelung im kooperativen Modus und die Agenten, die in einem Datenaustausch sind, werden durch die Regelung verkoppelt. In dieser Arbeit wird zuerst die Beziehung zwischen der Güte der kooperativen Regelung und der Umschaltbedingung für zwei unterschiedliche Reglerstrukturen untersucht. Danach wird berechnet, wie lange und zwischen welchen Teilsystemen ein Datenaustausch durchgeführt werden soll, wenn ein Teilsystem mit der maximal erlaubten Störung gestört wird.
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Jan Eisenburger (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Komponentenorientierte Modellbildung des Dreitanksystems anhand von Eingangs/Ausgangs-Automaten
Diese Arbeit handelt von der komponentenorientierten, ereignisdiskreten Modellbildung der Dreitankanlage, die im Labor des Lehrstuhls ATP als Versuchsstand vorhanden ist. Dabei wird aus zunächst mehreren Komponentenmodellen ein Gesamt-E/A-Automat unter der Verwendung von systeminternen Steuersignalen komponiert. Zu Anfang wird kurz auf die komponentenorientierte Modellbildung eines Automatennetzes eingegangen. Anschließend erfolgt die Unterteilung der Anlage in Teilsysteme, wovon jedes als eigenständiger E/A-Automat modelliert wird. Da das Dreitanksystem aus mehreren untereinander abhängigen Untersystemen besteht, kommt es zur Bildung von Rückführungen. Es folgt die Bildung des Automatennetzes, welches die Kopplungen der Teilsysteme beschreibt. Mit Hilfe einer Matlab Toolbox und Experimenten an der Versuchsanlage wird das erhaltene Modell abschließend verifiziert.
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Philippe Weizinger (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Entwicklung und Erprobung eines Simulationsverfahrens zur Rekonfiguration ereignisdiskreter Steuerungen
Um die Zuverlässigkeit ereignisdiskreter Steuerungen zu steigern, so dass die Steuerung fehlerbehafteter Prozesse möglich wird, können Methoden der fehlertoleranten Steuerung genutzt werden. Ein neues Konzept der fehlertoleranten Steuerung ereignisdiskreter Systeme basiert auf der Nutzung von Freiheitsgraden des fehlerbehafteten Systems, um dem Fehler entgegenzuwirken. Dabei werden Steuersignale, welche die Erfüllung einer gegebenen Spezifikation trotz des Fehlers sicherstellen, offline berechnet. Um eine Rekonfiguration der Steuerung während der Laufzeit zu ermöglichen, stand die Entwicklung von Online-Rekonfigurationsansätzen für Aktorfehler, Sensorfehler und Prozessfehler sowie deren Implementierung unter Matlab/SIMULINK im Mittelpunkt dieser Arbeit. Die Erprobung der Algorithmen erfolgte mittels der erstellten Simulationsumgebung an einem kontinuierlichen aber ereignisdiskret betrachteten Füllstandsprozess.
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Yahya Ghazawi (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Einsatz der Zustandsbeobachtung für die robuste fehlertolerante Fertigungsautomatisierung
In dieser Arbeit wird ein Verfahren für einen fehlertoleranten Betrieb von Schrittketten nach Sensorausfällen erprobt. Die Lösung basiert auf Einschließungsverfahren und Zustandsmengenbeobachtern, die auf ihre Eignung für eine robuste fehlertolerante Fertigungsautomatisierung hin untersucht. Ziel dieser Arbeit ist es mit Hilfe der Zustandsmengenbeobachtung eine gegen die Unsicherheiten in Modellen von Fertigungsanlagen, beispielsweise bezüglich der effektiven Werkstückgeschwindigkeit in Materialflusssystemen robuste, und gleichzeitig für den Weiterbetrieb einer Schrittkette nach Ausfall eines Sensors, dessen Ereignis Schaltbedingung einer Transition in der Schrittkette ist fehlertolerante Fertigungsanlage zu gewährleisten.Die Simulative Erprobung dieses Verfahrens erfolgt an einem Teilprozess der SmartAutomation-Anlage, die sich bei Siemens AG in Nürnberg befindet und als Forschungs- und Versuchsanlage für das Vorfeld IA&DT-Fachabteilung ,,Industry Automation und Drive Technology'' im Industry Sector eingesetzt wird.
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Denis Hußlein (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Anwendung eines Formalismus zum ereignisdiskreten Steuerungsentwurf
Das Ziel der ereignisdiskreten Steuerung einer Strecke in einem Steuerkreis besteht darin, die Strecke mitEingaben so zu beeinflussen, dass sie ein gefordertes Verhalten aufweist. Dabei wird für die Steuerungein Steuergesetz in Form eines Eingangs/Ausgangs-Automaten benötigt, durch das die zu akzeptierenden Eingaben und zuerzeugenden Ausgaben ermittelt werden. Diese Arbeit befasst sich mit der Anwendung eines Formalismus, umein Streckenmodell in Form eines nichtdeterministischen Eingangs/Ausgangs-Automaten zu analysieren und einenereignisdiskreten Steuerungsentwurf durchzuführen. Dabei besteht die Vorgehensweise aus drei Schritten.Als erstes wird nachgewiesen, ob ein gefordertes Verhalten für eine Strecke erfüllbar ist. Derzweite Schritt besteht aus der Ermittlung von potentiellen Steuergesetzen für ein erfüllbares Verhalten, umdaraufhin im dritten und letzten Schritt die Steuerbarkeit einer Strecke mit einem Steuergesetz nachzuweisen.Mit dem Nachweis der Steuerbarkeit kann ein bestimmtes Verhalten für eine Strecke mit einem Steuergesetzgarantiert werden.
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Frederik Stadtmann (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Selbstgetriggerte Realisierung der ereignisbasierten Zustandsrückführung
In diesem Vortrag wird die selbstgetriggerte Realisierung einerereignisbasierten Zustandsrückführung vorgestellt. Das Ziel dieser Erweiterung liegt darin, den hohen Rechenaufwand der ereignisbasierten Regelung zu reduzieren und trotzdem die positiven Eigenschaften der ereignisbasierten Regelung zu erhalten. Das Hauptaugenmerk liegt auf einer geeigneten Modifikation der bestehenden Ereignisbedingung und der Analyse der Konsequenzen für die Stabilitäts- und Kommunikationseigenschaften des resultierenden Regelkreises. Weiterhin werden die Funktionsweise und die Implementierung der selbstgetriggerten ereignisbasierten Zustandsrückführung beschrieben. Anhand von Simulationen und Versuchen an einem verfahrenstechnischen Prozess konnten die theoretischen Ergebnisse validiert und eine deutliche Reduktion des notwendigen Rechenaufwands beobachtet werden.
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Tim Schumacher (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Erprobung und Vergleich unterschiedlicher Konzepte zu kombinierter Einfädel-
und Abstandsregelung
Zur kollisionsfreien Zusammenführung zweier Fahrzeugschlangen an Einmündungen wird eine Einfädelregelung benötigt. Diese Einfädelregelung hat sicherzustellen, dass die Fahrzeuge am Einfädelpunkt einen zeitlichen Mindestabstand zueinander einhalten. Des Weiteren soll der Einfädelpunkt mit einer bestimmten Geschwindigkeit passiert werden. Bei den bisherigen Untersuchungen der Einfädelregelung wurde davon ausgegangen, dass die einzelnen Fahrzeuge mit einer zentralen Einheit (genannt als Koordinator) zu jedem Zeitpunkt (Rechenschritt) kommunizieren können. In dieser Arbeit wird von einer realistischeren Betrachtung ausgegangen, nämlich dass die Teilsysteme und der Koordinator über ein Kommunikationsnetz mitbeschränkter Datenrate kommunizieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es den Algorithmus in MATLAB / SIMULINK zu implementieren und unter Verwendung von TrueTime den Zugriff auf den Kommunikationskanal zu realisieren. Als MAC-Protokoll wird TDMA verwendet. Der Datenaustausch zwischen den Teilsystemen und dem Koordinator kann durch Unicast- und Broadcastversand erfolgen. Die Auswirkung dieser eben genannten Sendeszenarien auf das Regelungsziel wird untersucht.
 WS 2010/2011 |
 zurück zum aktuellen Kolloquium |
 WS 2011/2012 |