Kolloquium Automatisierungstechnik (144 000)
Übersicht WS 2012/2013
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand.-ing. Alexandra Mowe (ATP/LMK,RUB) sprach über das Thema:
Analyse und Simulation eines biologischen Regelkreises dynamisch belasteter biegungsminimierter knöcherner Strukturen mit piezoelektrischem Effekt
Ziel dieser Arbeit war es, einen biologischen Regelkreis zur Biegeminimierung knöcherner Strukturen mit piezoelektrischem Effekt zu simulieren und analysieren. Dazu wurden die theoretischen Grundlagen für biologische Regelkreise und Piezoelektrizität erläutert. Es wurde ein experimenteller Aufbau entwickelt und funktionstüchtig aufgebaut, mit dem der Regelkreis prinzipiell nachgestellt werden sollte. Da sich bei der Umsetzung der Entwicklung ein ungleiches Gewichtsverhältnis herausgestellt hat, konnte der Regelkreis nicht vollständig simuliert werden. Eine grundsätzliche Funktionsfähigkeit wurde aber ermittelt. Des Weiteren wurde eine Simulation mit Simulink erstellt, mit der das Verhalten des Regelkreises analysiert werden kann. Es wurden verschiedene Zustände analysiert und die Ergebnisse untersucht. Die Ergebnisse der Simulation stützen die Hypothese der Aufgabenstellung.
Kolloquium Automatisierungstechnik
M. Sc. Peter Valach (Slovak University of Technology in Bratislava) sprach über das Thema:
Topic of presentation: Model and Stabilization of Hybrid System
The presentation describes theoretical basic for modelling of a system with hybrid dynamics, which involves continuous real-time behaviour and discrete events. Also described is a nonlinearmathematical model of hybrid system represented by two tanks with liquid, which dynamics changesin each mode. Finaly presentation describes problem of stability of linear switched systems with dwell time and polytopic type parameter uncertainties.
Kolloquium Automatisierungstechnik
M. Sc. Daniel Vozak (Slovak University of Technology in Bratislava) sprach über das Thema:
Robust and predictive control
Presentation consists of two main parts. At first a method of controller design with application on magnetic levitation model is explained. It uses a modified method of required dynamics or robust control based on Neimark D-partition method. Result from this approach explains why the future research is predictive control. The next part gives an overview of new methods of predictive control. Main principles are new prediction model and transformation of nonlinear problems to a problem of robust control.
Bachelor-Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Viktor Kraus (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Implementierung einer Prozessleiteinrichtung für ein 3-Tank System
In dieser Ausarbeitung wird die Entwicklung eines Prozessleitsystems(PLS) für eine 3-Tank Versuchsanlage beschrieben. Hierfür wird zunächstdie Kommunikationsstruktur einer vorhanden Steuerung, bestehend aus einer SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) und MATLAB/Simulink, analysiert. Diese kommunizieren über das UDP/IP Protokoll miteinander. Aus den daraus gewonnen Erkenntnissen wird ein Prozessleitsystem auf Basis einer MATLAB GUI (Graphical User Interface) erstellt. Hierfürwerden grundsätzliche Anforderungen an ein Prozessleitsystem und die Grundlagen der Programmierung von MATLAB GUIs herausgearbeitet, um diese am 3-Tank System anzuwenden. Ziel ist eine intuitive Benutzung für den Betrieb der Versuchsanlage zu schaffen und die Aufgaben desRegistrierens, Visualisierens und Regelns durch das Prozessleitsystem zu ermöglichen. Zum Schluss wird ein Beispiel für die Implementierung einerrobusten PI-Regelung zur Verifikation des Prozessleitsystems gegeben.
Bachelor-Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Silvia Soub (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Erprobung einer Methode zur ereignisbasierten Regelung mit eingeschränktem Netzwerkzugriff
Die ereignisbasierte Zustandsrückführung ist eine Methode, um den Informationsaustausch zwischen Sensoren, Regler und Aktoren in digital vernetzten Regelungssystemen gegenüber einer kontinuierlichen Zustandsrückführung zu reduzieren. In bestehenden Arbeiten zu diesem Konzept blieb der Einfluss des Zugriffs auf das Netzwerk unberücksichtigt. Diese Arbeit untersucht das Regelkreisverhalten der ereignisbasierten Zustandsrückführung unter dem Einfluss des Netzwerkzugriffsverfahren Time Division Multiple Access (TDMA). TDMA ist ein Multiplexverfahren, das den Zugriff auf ein Kommunikationsmedium in einem Zeitintervall T periodisch auf M Teilnehmer vergibt und somit eine Kollision durch den gleichzeitigen Datenversand mehrerer Teilnehmer verhindert. In dieser Arbeit wird eine Analysemethode vorgestellt, um die Güte des Regelkreises in Abhängigkeit der Parameter T und M zu bestimmen, wobei die Güte als die maximale Abweichung des Streckenzustands vom Arbeitspunkt definiert wird. Darüber hinaus wird eine bestehende Implementierung der ereignisbasierten Zustandsrückführung in MATLAB/Simulink um einedurch das TDMA-Protokoll gesteuerte Informationsrückkopplung erweitert. Die Analysemethode wird dann in Simulationen und Experimenten an einem thermofluiden Prozess erprobt. In einem zweiten Schritt wird in Simulationen untersucht, wie sich das Regelkreisverhalten verändert, wenn durch das TDMA-Protokoll der Netzwerkzugriff auf N Regelkreise, welche sich einen Zeitschlitz teilen, vergeben wird.
Kolloquium Automatisierungstechnik
Dipl.-Ing. (FH) Sven Bodenburg (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Implementing a Plug-and-Play Approach to the Control of Interconnected Systems
In vernetzten Systemen werden die verteilten Komponenten eines Regelkreises durch den Signalaustausch über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden. Der hier vorgestellte Plug-and-Play Control (PnPC) Ansatz nutzt die vorhandene Netzwerkanbindung um zusätzlich Regleralgorithmen zu übertragen. Das Konzept umfasst dabei
- die Lösung der Designaufgabe eines Regleralgorithmus,
- die Übertragung und
- die Anbindung des Algorithmus in MATLAB/Simulink.
Der Beitrag befasst sich insbesondere mit der Definition und Implementierung des Konzepts. Die Übertragung durch entfernte Prozeduraufrufe (RPC) und die Anbindung mittels model construction MATLAB-Funktionen werden dabei näher beleuchtet.Das Konzept wird abschließend an einem Demoprozess erprobt.
Bachelor-Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Fabian Peters (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Erprobung eines Verfahrens zur aktiven Fehlerdiag-nose ereignisdiskreter Systeme am Beispiel einer virtuellen Fertigungszelle
Die Fehlerdiagnose ereignisdiskreter Systeme spielt im Bereich der fehlertoleranten Steuerung eine wesentliche Rolle. In dieser Arbeit wurde eine Methode zur aktiven Fehlerdiagnose an einer virtuellen Fertigungszelle erprobt und ihre Anwendbarkeit überprüft. Dabei wurden bestehende Diagnosealgorithmen implementiert, Fehlermodelle für das System entworfen, sowie nötige Kommunikationkomponenten in MATLAB/Simulink umgesetzt, damit eine Fehlerdiagnose an der virtuellen Fertigungszelle möglich war. Bei der Erprobung wurden Augenmerk auf die Funktionalität, sowie die Anwendbarkeit für reale Systeme gelegt. In dem Vortrag werden die Modellbildung der virtuelle Fertiungszelle, die Implementierung der Diagnosemethoden und die Ergebnisse der Arbeit vorgestellt.
Kolloquium Automatisierungstechnik
Melanie Schmidt, B.Sc. (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Aktive Diagnose deterministischer E/A-Automaten
Bei der betrachteten aktiven Fehlerdiagnosemethode für ereignisdiskrete Systeme generiert eine Diagnoseeinheit Eingangssignale für eine fehlerbehaftete Strecke, so dass die Ausgaben der Strecke die eindeutige Identifikation des Fehlers zulassen. Für das Vorgehen zur Erzeugung dieser Eingabesequenzen gibt es verschiedene Ansätze, je nachdem welche Randbedingungen während der Diagnose eingehalten werden sollen. Im Vortrag wird der Ablauf der Diagnose für allgemeine ereignisdiskrete Systeme sowie für Systeme mit verbotenen Zuständen theoretisch erläutert und anhand eines Beispiels verdeutlicht.
Kolloquium Automatisierungstechnik
Jun.-Prof. Dr. Stephan Trenn (Universität Kaiserslautern) sprach über das Thema:
Der Funnel-Regler: 10 Jahre Adaption
Es wird der sogenannte Funnel-Regler vorgestellt. Dieser ist in der Lage ein beliebiges Referenzsignal beliebig genau nachzufahren selbst für Systeme, die nur strukturell bekannt sind. Die Ursprünge hat der Funnel-Regler in der Hochverstärkungsregelung (high gain control) und er wurde in den letzten 10 Jahren weiterentwickelt und verfeinert. Diese Entwicklung von den ersten Ansätzen bis zu den heutigen Varianten wird im Vortrag dargestellt und erläutert.
Kolloquium Automatisierungstechnik
Prof. Dr.-Ing. Florian Wenck (Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg) sprach über das Thema:
Berufsfeld Automatisierungstechnik - Als Regelungstechniker in der Medizintechnik
Prof. Dr.-Ing. Florian Wenck war nach seiner Promotion an der RUB ab 2007 als Senior-Produktmanager bei Dräger Medical verantwortlich für die globale Markteinführung eines High-End Anästhesiesystem. In diesem Vortrag wird er den Studierenden einen Einblick in die Beschäftigungsmöglichkeiten für Automatisierungstechniker im wachsenden Medizintechnikmarkt aufzeigen. Rückblickend auf sein Studium beantwortet er auch die Frage "Muss man im Studium wirklich so viel lernen, um in der Praxis bestehen zu können?"
Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Frederik Stadtmann (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Fehlertoleranter Betrieb von Windkraftanlagen
Fehler, die zu Ausfällen einer Windenergieanlage führen, haben gerade im Offshore-Bereich einen starken Einfluss auf die Verfügbarkeit der Anlagen, da diese oftmals schlecht erreichbar sind. Ein Ansatz zur Steigerung der Verfügbarkeit dieser Anlagen, ist die fehlertolerante Regelung. In der Diplomarbeit ist ein fehlertoleranter Betrieb von Windenergieanlagen bei Fehlern im Pitch-System untersucht worden. Zu diesem Zweck ist der Fehlerverdeckungsansatz um einen virtuellen Aktor für Hammersteinsysteme mit internen Fehlern erweitert worden. Nach der Modellierung eines Pitchsystems mittels Verhaltensmodellen und der Validierung dieser Modells anhand bestehender Modelle, hat eine Erprobung anhand verschiedener Fehlerszenarien stattgefunden. Im Vortrag werden, neben dem erweiterten virtuellen Aktor und seinen Eigenschaften, ausgewählte Ergebnisse der Erprobung durch Simulation vorgestellt. Diese Ergebnisse zeigen sowohl das Potential als auch die Grenzen des virtuellen Aktors für Hammersteinsysteme mit internen Fehlern auf.
Kolloquium Automatisierungstechnik
Yu Wang, B.Sc. (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Entwurf synchronisierter Regelung mit Ringtopologie
Die Masterarbeit befasst sich mit der Synchronisation von Multi-Agenten-Systemen. Moderne Kommunikationsnetze bieten die Möglichkeit, Teilsysteme über Informationskanäle zu verkoppeln. Durch eine vernetzte Regelung kann die Synchronisation der Multi-Agenten-Systeme erreicht werden. Um den Kommunikationsaufwand möglich gering zu halten, wird untersucht, ob für eine Kommunikationstopologie, die nicht alle Teilsysteme miteinander verkoppelt ein gutes Synchronisationsverhalten erreicht werden kann. In dieser Arbeit wird zuerst das Regelungsverfahren zur Synchronisation durch eine vollständige Verkopplung der Teilsysteme vorgestellt. Anschließend wird die vollständig vernetzte Regelung auf eine Regelung mit Ringtopologie überführt, um eine Reduktion des Kommunikationsaufwandes zu erreichen. Bei einer großen Anzahl an Teilsystemen wird im Fall der Auslenkung eines Teilsystems die Synchronisation des mit einer Ringtopologie vernetzten Multi-Agenten-Systems viel Zeit oder viel Stellgröße benötigen. In diesem Schritt wird untersucht, welche Auswirkungen zur Ringtopologie zusätzliche zirkulante Kopplungen auf die Synchronisation haben und ob diese zu einer Verbesserung des Systemverhaltens führen.
Bachelor-Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Daniel Johnen (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Erstellung einer Simulationsumgebung zur Analyse gekoppelter Teilsysteme mit ähnlicher Dynamik
Diese Arbeit untersucht das dynamische Verhalten von Systemen, die aus gekoppelten Teilsystemen mit ähnlicher Dynamik bestehen. Zur Vereinfachung der Reglersynthese für derartige Systeme kann eine Zerlegung in ein Nominalsystem,das aus identischen Teilsystemen besteht, und ein Fehlersystem, das die Abweichung zum Originalsystem beschreibt, vorgenommen werden. Es wird die Struktur der Zerlegung vorgestellt und am Beispiel eines gekoppelten Feder-Masse-Systems, unter Variation bestimmter Parameter, eine derartige Zerlegung durchgeführt. Das Originalsystem und das zerlegte System können in die erstellte Matlab-Simulationsumgebung eingegeben werden. Die grafische Auswertung des Programms beinhaltet die Sprungantworten der verschiedenen Ein-/Ausgangs-kombinationen beider Systeme. Die Anwendung der Simulationsumgebung wird ebenfalls anhand des Feder-Masse-Systems demonstriert.
Bachelor-Kolloquium Automatisierungstechnik
cand. ing. Serife Ok (ATP, RUB) sprach über das Thema:
Erstellung eines automatisierten Reglerentwurfs-algorithmus für das Plug-and-Play Regelungskonzept
In dieser Bachelorarbeit wird ein automatisierter Regleralgorithmus für das Plug-and-Play Rege-lungskonzept entworfen. Das Plug-and-Play Control (PnPC) bedeutet automatischer Reglerentwurf und Implementierung in Regelkreis aufgrund von Situationsänderungen. Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Fragestellung des automatisierten Reglerentwurfs und dessen Übersetzung in ein Softwareprogramm. Die betrachtete Reglerstruktur zeichnet sich durch einen dynamischen Regler, hier PI-Regler und die Einstellparameter kI und kP aus. Unter Berücksichtigung des Hurwitz-Kriteriums und Liénard-Chipart Kriteriums entstehen ein stabilisierender PI-Regler und ein PI-Regler zur Gewährleistung eines mindest Stabilitätsgrades des Systems. Der Reglerentwurf und deren Übersetzung in ein Softwareprogramm werden in MATLAB mit Hilfe der Symbolic Math Toolbox durchgeführt und anschließend in PnPC eingepflegt.
 SS 2012 |
 zurück zum aktuellen Kolloquium |
 SS 2013 |