Teilprojekt A7: Gestaltung der Dynamik vernetzter Zyklen - optimale Steuerung und Regelung mit Fuzzy-basierten Modellen

Das Teilprojekt A7 beschäftigt sich mit der Überführung vernetzter Zyklen in ein mathematisches Modell, sowie mit der dadurch ermöglichten Systemanalyse. Durch die mathematische Darstellung der Zyklen eröffnet sich eine Vielfalt an computergestützten Methoden für die Analyse, Steuerung, Regelung und Optimierung der Modelle. Ziel des Teilprojektes A7 ist somit eine gezielte Gestaltung der Dynamik sowie eine durchsichtige Analyse der Zyklen aufgrund mathematischer und regelungstechnischer Ansätze.

• Modellierungen durch Ansätze aus dem Gebiet Computational Intelligence wie zum Beispiel Takagi-Sugeno Fuzzy Modelle 
• Entwicklung von Methoden zum Abschätzen des Stabilitätsbereichs, sowie der Regelung         
  • Optimale Gestaltung der Regelparameter über konvexe Optimierung        
  • Entwurf einer Vorsteuerung unter Eingangsbeschränkung (z.B. maximale Anzahl an Mitarbeitern, maximale Ausgaben)       
  • Abschätzen des stabilen Einzugsbereichs des dynamisches Modells mittels linearer Matrix Ungleichungen  
• Validierung der Methoden an technischen Beispielen

• Weiterentwicklung der dynamischen Modelle und Verbesserung der Vorhersagekraft         
  • Berücksichtigung von statistischen Unsicherheiten         
  • Modellierung von verzögerten Beeinflussungen (Totzeiten)         
  • Modellierung von diskreten Events (z.B. Inkrafttreten eines neues Gesetzes)    
• Entwickeln von regelungstechnischen Methoden für das betrachtete Modell         
  • Methoden zur Gestaltung des stabilen Bereichs         
  • Beobachter- und Regelungs-Konzepte    
• Erstellen eines methodischen Leitfadens für den Umgang und die Gestaltung der Dynamik vernetzter Zyklen        
  • Vorgehensmodell zur effektiven Anwendung der entwickelten Methoden

• Diepold K.J.; Albert K.: Lokale Stabilitätsnalyse von Takagi-Sugeno Systemen unter Berücksichtigung ihres Gültigkeitsbereichs. In: at-Automatisierungstechnik 62 (2014) 10, S. 687-697 
• Kindsmüller T.M.; Behncke F.G.H.; Stahl B.; Diepold K.J.; Wickel M.C.; Kammerl D.; Kernschmidt K.: Mitigating the Effort for Engineering Changes in Product Development Using a Fuzzy Expert System. In: IEEE International Technology Management Conference, 2014, Chicago, S. 602-606
• Stahl B.; Diepold K.J.: Pohl J.; Greitemann J.; Plehn C.; Koch J. Lohmann B.; Reinhart G..: Modeling Cyclic Interactions within a Production Environment using Transition Adaptive Recurrent Fuzzy Systems. In: IFAC Conference on Manufacturing Modelling, Management and Control, 2013, Sankt Petersburg, S. 1979-1984