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Kolloquium Automatisierungstechnik (144 000)


Übersicht WS 2006/2007


Kolloquium Automatisierungstechnik

cand. ing. Matthias Feldmann (ATP, RUB) sprach über das Thema:

Implementierung und Erprobung eines Simulationsalgorithmus für synchrone Automatennetze

Zur Simulation des Verhaltens eines stochastischen Automaten mit Matlab/Simulink gibt es vielfältige Möglichkeiten, u.A. existiert hierfür eine Funktion als Teil des am Lehrstuhl für Automatisierung und Prozessinformatik entwickelten Programmpakets DiamondQ. Die Simulation von Netzen aus stochastischen Automaten ist mit existierenden Methoden jedoch nicht möglich. In diesem Vortrag wird nun eine Methode vorgestellt, die die Simulation von stochastischen Automatennetzen ermöglicht unter Beibehaltung des Speichervorteils des modularen Ansatzes. Die Methode wurde in für Matlab/Simulink als s-Function implementiert und fügt sich nahtlos in die existierende Toolbox ein.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

Dipl.-Ing. Markus Uhr (ETH Zürich) sprach über das Thema:

Optimal Operation of a Hydroelectric Power System Subject to Stochastic
Inflows and Load

Optimal scheduling of hydro-thermal power plants is crucial for economical electricity production. In this work, a stochastic programming approach is used to find optimal scheduling policies in terms of minimal production cost. Stochasticity from water inflows and energy load is included in the model. The problem is approximated by the Sample Average Approximation (SAA) method and solved using a nested decomposition procedure. The precision of the solution is assessed in terms of confidence bounds computed with help of the SAA samples.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

Dipl.-Ing. Holger Ahmels (Siemens AG) sprach über das Thema:

Modellbasierte Diagnose am Beispiel des Transrapid Antriebes

Der Antrieb des Transrapids befindet sich stationär in der Strecke in Form eines Langstator-Drehstrom-Synchronmotors. Er ist als verteiltes System aufgebaut.Für dieses System ist eine modellbasierte Diagnose eingeführt worden. Der Vortrag beleuchtet verschiedene Methodiken der Diagnose und zeigt am ausgewählten Bespiel die Umsetzung mittels modellbasierter Diagnose. Zusätzlich wird auf das verteilte System, die Projektierung und gewonnene Erkenntnisse eingegangen.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

cand. ing Christiane Leuer (ATP, RUB) sprach über das Thema:

Kompositionale Modellbildung gekoppelter ereignisdiskreter Systeme mit Eingangs/Ausgangs-Automaten

Ereignisdiskrete Systeme (EDS) können durch deterministische endliche Automaten (DFA) oder E/A-Automaten beschrieben werden. Komplexe EDS bestehen i.d.R. aus einzelnen Teilsystemen, die auf verschiedenste Weise untereinander gekoppelt sind. Die Beschreibung der Teilsysteme durch Komponenten-Automaten sowie die Modellierung ihrer Kopplungen sind Gegenstand kompositionaler Modellbildung. Für die kompositionale Modellbildung mit DFA existiert bereits eine umfassende, jedoch wenig anschauliche Theorie. E/A-Automaten ermöglichen im Gegensatz zu DFA eine aus der kontinuierlichen Regelungstechnik bekannte signalorientierte Darstellung des Systemverhaltens. Sie lassen sich somit über ihre Ein- und Ausgangssignale zu E/A-Automatennetzen verschalten, die die Kopplungen der Teilautomaten intuitiv verständlich in Form eines Blockschaltbildes darstellen. Im Vortrag werden die in der Arbeit entwickelten Konzepte zur kompositionalen Modellbildung mit E/A-Automaten vorgestellt, und zur Beschreibung eines komplexen Transportprozesses an einer Fertigungszelle verwendet. Über das gemeinsame Modellelement des Verhaltens von DFA und E/A-Automaten werden Stärken und Schwächen beider Modellierungsformen gegenübergestellt.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

Ing. Marta Caipiluppi (University of Bologna, CASY-DIES, Italien) sprach über das Thema:

Fault tolerance in large scale systems: new issues and distributed approaches

This talk will present the work of my thesis with focus on the new research possibilities in the area of fault tolerance of large scale systems. Fault tolerant systems are used to automatically monitor and reconfigure a system possibly subject to faults with the aim of preventing the consequences of fault propagation and let it achieve again its main task.
Large scale systems are systems composed by different subsystems connected to reach a main goal. In this framework we can cast distributed systems and hybrid systems. Distributed systems are composed by different subsystems, called nodes, connected through a communication network to accomplish a common task. They are quite widely used in computer science to model computer networks, but the same framework can be used to represent many kinds of complex systems. Hybrid systems are systems with both discrete and continuous dynamics interacting. A procedure to design a modular and hierarchical fault tolerant architecture for distributed systems is presented. This procedure is grounded on functional decomposition methods and on the relation between functional and structural graphs of the considered system. Finally some issues on hybrid systems fault detection and distributed hybrid systems are outlined, highlighting the open research possibilities in these fields.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

Dipl.-Ing. Jochen Aßfalg (Robert Bosch GmbH, Stuttgart) sprach über das Thema:

Fehlerdiagnose nichtlinearer Systeme mit strukturierten erweiterten
Zustandsmodellen

Die zunehmende Komplexität mechatronischer Systeme sowie steigende Anforderungen an die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Diagnosefunktionalitäten erfordern den Einsatz und die Weiterentwicklung modellbasierter Diagnosefunktionen. Systemtheoretische Indikatoren, welche die Entwicklung und technische Anwendung modellbasierter Funktionen maßgeblich erschweren, sind beispielsweise ein hohes Nichtlinearitätsmaß, eine hohe Zustandsdimension sowie ein hoher Interaktionsgrad zwischen den möglichen Ein-/ Ausgangspaaren (Mehrgrößenverhalten) eines zu diagnostizierenden Systems.Dieser Vortrag befasst sich mit der modellbasierten Fehlerdiagnose von nichtlinearen Mehrgrößensystemen endlicher Zustandsdimension. Hierzu wird das Konzept der "Strukturierten erweiterten Zustandsmodelle" zu Grunde gelegt. Indem Ähnlichkeiten zwischen der Fehlerdiagnose und der klassischen Zustandsbeobachtung ausgenutzt werden, erlaubt die vorgeschlagene Methodik (unter der Annahme, dass ein hinreichend genaues Systemmodell in Zustandsform vorliegt) eine Fehlerdiagnose komplexer Systeme relativ einfach zu realisieren. Neben dem Entwurf konkreter Diagnosefunktionalitäten werden notwendig vorauszusetzende Diagnostizierbarkeitseigenschaften beleuchtet und Methoden zu deren Analyse vorgestellt.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

Dipl.-Ing. Elmar Ahle (Universität Duisburg-Essen) sprach über das Thema:

A Cognitive-Oriented Architecture to Realize Autonomous Behavior

This talk demonstrates the realization of a cognitive-oriented architecture to build autonomous systems. The modeling of the human-machine-interaction gives ideas to transfer the understanding of the knowledge-guided human control and interaction, and to realize intelligence of machines". A special situation-operator-model, developed to model the human-machine-interaction, is used to structure the reality and map this structuring to a mental model of the system to enable planning and learning.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

cand. ing. Daniel Lehmann (ATP, RUB) sprach über das Thema:

Steuerungsentwurf für eine Klasse hybrider Systeme anhand eines mittleren Modells

Hybride Systeme sind durch eine starke Interaktion von wertekontinuierlichen und wertediskreten Teilsystemen gekennzeichnet. Eine spezielle Unterklasse hybrider Systeme sind zeitgesteuerte kontinuierliche Systeme. Es wird eine Vorgehensweise für den Entwurf dieser Systemklasse mittels Methoden der klassischen Regelungstheorie vorgestellt. Die dafür notwendige Abstraktion des zeitgesteuerten kontinuierlichen Systems ist ein mittleres Modell, das mittels Zustandsraummittelung abgeleitet wird. Es werden zwei in der Literatur beschriebene Methoden der Zustandsraummittelung präsentiert. Basierend auf Erkenntnissen aus der Analyse des um einen Arbeitspunkt linearisierten mittleren Modells wird eine geeignete Regelkreisstruktur beschrieben. Die Anwendbarkeit dieser Vorgehensweise wird durch Simulationsergebnisse und Experimente an einer Versuchsanlage demonstriert.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

Eva Juhasova, B.Sc. (Bratislava) sprach über das Thema:

A learning unit for a thermofluid process

This work deals with developing a Unit of Learning (UoL) for the European Learning GRIDInfrastructure (ELeGI) using the ELeGI Virtual Scientific Experiment (VSE) learning model implementedby VCLab. Grid technologies help not only to build e-Learning processes but alsointegrate virtual control laboratories. In Grid technologies there could be various applications implemented.As an example for the application a chemical pilot plant is taken. For this an UoL iswritten which includes this plant as a Learning Object (LO). Successful tests have been conducted.

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Kolloquium Automatisierungstechnik

Dipl.-Math. Jörg Pfahler (ATP, RUB) sprach über das Thema:

Analyse von Kombinationen von Fehleraufdeckungsverfahren in der industriellen Kommunikation

In automatisierungstechnischen Anlagen werden Daten zwischen den einzelnen automatisierungstechnischen Einrichtungen mittels Bitfolgen übertragen. Während der Übertragung können aufgrund äußerer Umstände die Bits verfälscht werden (z.B.: statt einer gesendeten Null erreicht den Empfänger eine Eins). Das CRC-Verfahren (Cyclic Redundancy Check) ist ein häufig eingesetztes Verfahren zur Erkennung von Übertragungsfehlern. Dabei wird aus den zu versendenden Daten (die sog. Nettodaten) mittels einer Polynomdivision durch ein sog. Generatorpolynom eine Prüfsumme berechnet, die an die Nettodaten angehängt mit versendet wird. Aufgrund der Struktur der Prüfsumme können Übertragungsfehler in vielen (aber nicht allen) Fällen erkannt werden. Die Wahrscheinlichkeit für solche unerkannte Übertragungsfehler heißt Restfehlerwahrscheinlichkeit.In dem Vortrag werden die folgenden drei praxisrelevanten Kombinationen von CRC-Verfahren vorgestellt und hinsichtlich ihrer Restfehlerwahrscheinlichkeit miteinander verglichen:Sicherung der Daten durch das Produkt zweier Polynome als Generatorpolynom eines CRC-Verfahrens.Sicherung der Daten mittels zweier Prüfsummen, die getrennt voneinander durch zwei verschiedene CRC-Verfahren berechnet werden.Sicherung der Daten durch zwei verschachtelte CRC-Verfahren.

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