Kolloquium Automatisierungstechnik (144 000)
Übersicht SS 2013
Kolloquium Automatisierungstechnik
Sebastian Proell, M.Sc. (Julius-Maximilians-Universität Würzburg) sprach über das Thema:
Stabilität geschalteter epidemiologischer Modelle
Im Vortrag werden zwei Standardmodelle vorgestellt, die die Ausbreitung von Infektionskrankheiten beschreiben. In diesem Zusammenhang wird die Theorie geschalteter Systeme dazu genutzt, realistischere epidemiologische Modelle aufzustellen. Bei der Untersuchung solcher Modelle ist man unter anderem daran interessiert, Bedingungen anzugeben, unter denen die Krankheit in einer Population auf lange Sicht ausstirbt und die Zahl der Infizierten auf null absinkt und dort verharrt. Mathematisch gesprochen untersucht man den Zustand des Systems, bei dem keine Infizierten auftreten, auf Stabilität. Dazu werden Lyapunov-Funktionen verwendet.
Bachelor-Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Simon Niemann (ATP, RUB) sprach im Rahmen des Bachelor-Kolloquiums über das Thema:
Anwendung fehlertoleranter Regelung in vernetzten Systemen:
Ein Plug-and-Play Control Ansatz
In dieser Arbeit wird ein Gesamtkonzept zur fehlertoleranten Steuerung in vernetzten Systemen ausgearbeitet und experimentell erprobt. Zur Fehlerdiagnose wird eine Beobachterbank verwendet. Anhand des Diagnoseergebnisses wird eine Reglerrekonfiguration mit dem virtuellen Aktor und dem virtuellem Sensor durchgeführt. Dabei wird das vorhandene Netzwerk verwendet, um eine Ressourcenverteilung zu erreichen. Während auf einem Computer der Regler und die Diagnose ausgeführt werden, kann ein anderer Computer verwendet werden, um die rechenintensive Aufgabe der Reglerrekonfiguration zu übernehmen. Die Rekonfigurationseinheit erhält von der Diagnose ein Modell der fehlerbehafteten technischen Anlage und sendet einen Regleralgorithmus über das Netzwerk zurück. Die Übertragung von Algorithmen über ein Netzwerk als Reaktion auf einen Fehler fällt in das Gebiet von Plug-and-Play Control. Das Gesamtkonzept wird in dieser Arbeit in MATLAB/Simulink realisiert und anschließend erfolgreich an einer technischen Anlage erprobt.
Kolloquium Automatisierungstechnik
B. Sc. Nikolas Höckner (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Implementierung eines automatisierten Reglerentwurfs und Integration in das
Plug-and Play Control Konzept
Kolloquium Automatisierungstechnik
B. Sc. Rong He (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Autonome und kooperative Zustandsbeobachtung vernetzter Systeme
Bachelor-Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Phil Geisler (ATP, RUB) sprach im Rahmen des Bachelor-Kolloquiums über das Thema:
Optimale Topologie für die Synchronisation von Multi-Agenten-Systemen
Kolloquium Automatisierungstechnik
Dr.-Ing. Jörg Neidig (Siemens AG, Nürnberg) sprach über das Thema:
Berufsfeld Automatisierungstechnik - Wieviel Automatisierungtechnik braucht ein Automatisierungstechniker?
Dr.-Ing. Jörg Neidig ist seit seiner Promotion an der RUB in 2007 bei der Siemens AG tätig und leitet dort im Sector Industry die Entwicklungstätigkeiten in den Bereichen "Sichere und hochverfügbare Systeme" sowie "Advanced Automation". In diesem Vortrag gibt er den Studierenden einen Einblick in die Rolle der Automatisierungstechnik aus der Sicht eines der weltweit führenden Anbieter innovativer Produkte für Industriekunden. In einem Ausblick wird er erläutern, wie moderne IT-Konzepte derzeit die "vierte industrielle Revolution" einleiten. Rückblickend auf sein Studium beantwortet er auch die Frage: "Wieviel Automatierungstechnik braucht ein Automatisierungstechniker?"
Kolloquium Automatisierungstechnik
Evgeny Polyakov, B.Sc. (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Flachheitsbasierte Trajektorienfolgeregelung für einen mobilen Roboter
Im Vortrag wird der Entwurf und die Implementierung einer Steuerung und einer Regelung zur Trajektorienfolge eines mobilen Roboters, die in unterschiedlichen Anwendungen moderner mobiler Roboter benötigt werden, vorgestellt. Der Entwurf geschieht unter Verwendung der Theorie der differentiellen Flachheit, einer Steuerbarkeitseigenschaft linearer sowie nichtlinearer Systeme. Ausgehend von der Eigenschaft des Robotermodells flache Ausgänge zu besitzen, lässt sich eine Steuerung entwerfen. Experimente zeigen auf, dass aufgrund von Modellunsicherheiten Abweichungen zur Solltrajektorie auftreten. Die Kompensation dieser Abweichungen wurde durch die Implementierung einer flachheitsbasierten Regelung erreicht. Um die Steuerung oder Regelung des mobilen Roboters zu erleichtern, wurde eine graphische Bedienoberfläche erstellt, die im Laufe des Vortrags ebenfalls präsentiert wird.
Bachelor-Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Tobias Lieb (ATP, RUB) sprach im Rahmen des Bachelor-Kolloquiums über das Thema:
Fehlertolerante Steuerung eines verfahrenstechnischen Prozesses
In einem gesteuerten System können Aktor- und Sensorfehler zu einer Veränderung der Systemeigenschaften führen. Ein mögliches Resultat ist, dass die verwendete Steuerung nicht mehr ausreicht um das gewünschte Verhalten des Steuerkreises zu erzielen. Eine Lösung für dieses Problem ist eine fehlertolerante Steuerung, die den Nominalbetrieb auch über den Fehlerzeitpunkt hinaus aufrecht erhalten kann. In dieser Arbeit soll zu diesem Zweck der aufgetretene Fehler durch eine Diagnose erkannt und identifiziert werden, um anschließend die bestehende Steuerung durch eine Rekonfiguration an die fehlerhafte Strecke anzupassen. Ausgangspunkt der Entwurfsaufgabe ist eine Methode zur aktiven Fehlerdiagnose, bei der im Gegensatz zur passiven Form die Eingaben für die Steuerstrecke durch die Diagnoseeinheit selbst erzeugt werden um so die Identifikation des Fehlers zu sichern. Das Ziel ist die bestehende Implementierung mit einer vorhandenen Steuerungs-Rekonfiguration zu einer fehlertoleranten Steuerung zusammenzuführen. Das resultierende Gesamtsystem soll abschließend an einem Beispielprozess simulativ erprobt werden.
Kolloquium Automatisierungstechnik
Shanshan Gong, B.Sc. (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Implementierung einer fehlertoleranten Regelung für Sensor- und Aktorausfälle
eines verfahrenstechnischen Prozesses
Fehler in technischen Prozessen führen zu einer verringerten Güte des Systemverhaltens und können sogar den Ausfall des gesamten Systems zur Folge haben. Dies zu verhindern ist das Ziel der fehlertoleranten Regelung (FTR). In dieser Arbeit wird die Rekonfiguration einer Regelung nach dem Ausfall von Sensoren und Aktoren an einem verfahrenstechnischen Prozess erprobt. Die Rekonfiguration erfolgt mittels der Konzepte des linearen virtuellen Sensors und des linearen virtuellen Aktors. Die Methoden basieren auf der Rekonfiguration fehlender Messwerte durch einen Beobachter und der Kompensation fehlender Stellgrößen durch eine Umverteilung der Wirkung ausgefallener Aktoren auf die Verbleibenden. Zudem wird am Beispiel von Aktorfehlern gezeigt, wie durch eine Erweiterung des Prozesses diese Umverteilung allein durch einen statischen Verstärkungsblock möglich ist. Der Entwurf der Rekonfigurationsblöcke erfolgt fortlaufend am Beispiel von definierten Fehlerszenarien für den verfahrenstechnischen Prozess. Abschließend erfolgt eine Erprobung der Rekonfiguration in diesen Fehlerszenarien sowohl in Simulationen als auch Experimenten an diesem Prozess.
Kolloquium Automatisierungstechnik
Fynn Schwiegelshohn, M.Sc. (TU Dortmund) sprach über das Thema:
Objektlokalisierung durch Sensorfusion von RFID- und Stereobilddaten
In dieser Arbeit wird ein System vorgestellt, das Sensordaten von RFID-Antennen und einer Stereokamera fusioniert und so einen Postbehälterwagen, der sowohl mit einem passiven RFID-Tag als auch mit einem optischen Erkennungsmerkmal ausgestattet ist, lokalisiert. Die RFID-basierte Lokalisierung erfolgt über die von den Antennen empfangenen Received Signal Strength Indication (RSSI) Werte, während die Stereokamera die Position des Wagens durch Stereotriangulation ermittelt. Für die Datenfusion wird ein Partikelfilter verwendet. Im Rahmen der Arbeit werden verschiedene Methoden zur Erhöhung der Genauigkeit der Lokalisierung entwickelt und getestet. Insgesamt konnte so eine durchschnittliche Genauigkeit von weniger als 30 Zentimeter bei einem stationären Objekt erreicht werden. Die gleiche Genauigkeit wurde für ein bewegtes Objekt ebenfalls erzielt, sofern sich der Postbehälterwagen nicht parallel zur Verbindungsachse der beiden Kameras bewegte. Im letzteren Fall führte die fehlende Synchronisation der Kameraauslösungen zu einem Versatz der Bilder und damit zu höheren Fehlern.
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