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Ein neues Konzept für die Trajektoriengenerierung und -stabilisierung in zeitkritischen Verkehrsszenarien

Abstract: Durch den Einsatz autonomer Fahrzeuge kann der Strasenverkehr effizienter, komfortabler und vor allem sicherer gestaltet werden. Neben der hierfur erforderlichen Umfeldwahrnehmung stellen besonders die Bewegungsplanung und -ausfuhrung zeitkritischer Fahrmanover zur Beherrschung von dynamischen Verkehrsszenarien eine grose Herausforderung dar. Herkommliche Verfahren, die trotz trickreicher Modifikationen dieser nicht gewachsen sind, werden konsequent durch trajektorienbasierte Konzepte ersetzt. Umfang: XII, 141 S. Preis: €35.50 | £33.00 | $63.00

A Strictly Dissipative State Space Representation of Second Order Systems

Abstract: Abstract This article introduces a novel way of transforming linear second order systems to first order state space models in strictly dissipative realization. This property extends the potential for the analysis of large-scale systems in many ways: it allows for the application of efficient methods for the solution of Lyapunov equations and the guaranteed preservation of asymptotic stability during model order reduction. The transformation is easy to implement and applicable to models of very high order due to its negligible computational effort. Zusammenfassung Dieser Beitrag stellt eine Transformation linearer Systeme zweiter Ordnung auf strikt dissipative Zustandsraummodelle vor. Strikte Dissipativität erweitert die Möglichkeiten zur Analyse sehr großer Modelle in mehrfacher Hinsicht: Beispielsweise erlaubt sie den Einsatz effizienter Methoden zur Lösung von Ljapunow-Gleichungen oder die garantierte Erhaltung von asymptotischer Stabilität bei der Modellordnungsreduktion. Aufgrund ihres vernachlässigbaren numerischen Aufwands ist die einfach zu implementierende Transformation auch auf größte Modelle anwendbar.

Modellbildung, Identifikation und Simulation in der Automatisierungstechnik

Abstract: Das vorliegende Sonderheft der at Automatisierungstechnik fasst Beitrage zur Tagung des GMA Fachausschusses 1.30 „Modellbildung, Identifikation und Simulation in der Automatisierungstechnik“ zusammen. Dieser Fachausschuss soll Wissenschaftler und Vertreter der Industrie zum genannten Themenbereich zusammenbringen. Der Fachausschuss wunscht sich Beitrage aus einem moglichst breiten Feld und grenzt daher bewusst das Themengebiet nicht ein. Allerdings haben sich als Schwerpunkt die verteiltparametrischen Systeme, Verfahren der numerischen Optimierung sowie die Ordnungsreduktion herausgebildet. Insgesamt waren 18 Beitrage auf der Tagung im Herbst 2011 vertreten, wovon im vorliegenden Heft exemplarisch 6 Beitrage zu den verschiedenen Schwerpunktthemen ausgewahlt wurden. Es freut mich sehr, dass in dieser Sonderausgabe der at Automatisierungstechnik diese nun einer breiten Leserschaft zuganglich gemacht werden. Die verteiltparametrischen Systeme wurden unter verschiedenen Blickwinkeln beleuchtet. Hier waren sowohl Themen der diskretisierenden Methoden ein Schwerpunkt als auch analytische Losungsverfahren. In dem Beitrag von Nicole Gehring zu algebraischen Methoden zur Parameteridentifikation fur das schwere Seil werden neue Identifikationsverfahren basierend auf der Operatorrechnung zur Identifikation von partiellen Differentialgleichungen dargestellt. Am Beispiel des schweren Seils zeigt sie, dass es einfach moglich ist, mit diesen Methoden exzellente Ergebnisse zu erzielen. Das zweite Beispiel von Alexander Pertsch beschaftigt sich mit der Modellierung am Beispiel einer Feuerwehrleiter, die als mechanisches Kontinuum modelliert wird. Uber einen modalen Ansatz kann effektiv die Dynamik des verteiltparametrischen Systems basierend auf den partiellen Differentialgleichungen abgeleitet werden. Dieser Ansatz bietet zudem die Moglichkeit der algebraischen Rekonstruktion der Moden aus den Messsignalen der Biegung und eines Gyroskops. Anhand von Messdaten wird die Wirksamkeit der vorgestellten Methoden prasentiert und gezeigt, dass analytische Methoden auch im industriellen Kontext zu neuen Funktionalitaten fuhren konnen. Im Ubergang zu den approximierenden Verfahren stellt Christian Harkort mit seinem Beitrag zur strukturerhaltenden Approximation linear verteiltparametrischer PCHD-Systeme eine neue Methode zu Port-Hamiltonschen Systemen mit Dampfung vor, die auf einer Verallgemeinerung der Petrov-GalerkinApproximation basiert. Zusatzlich wird bei diesem Ansatz erreicht, dass vorhandene Freiheitsgrade dazu genutzt werden, eine Momentenubereinstimmung zu erreichen und damit die Approximationsgute weiter zu verbessern. Anhand eines Warmeleiterbeispiels wird die Gute des Verfahrens aufgezeigt. Bei den diskretisierenden Verfahren ist beispielhaft der Beitrag von Claudius Lein zur MORPACK-Schnittstelle zum Import von FE-Strukturen nach SIMPACK integriert worden. Er bildet eine Brucke von den gangigen FEM-Programmen, wie beispielsweise ANSYS, zu den MKS-Systemen und damit den Moglichkeiten zur Ordnungsreduktion anhand des Softwarepakets MORPACK, das von den Autoren entwickelt wurde. Hier wird ein wichtiges praktisches Problem adressiert, da sehr haufig die Schnittstelle zwischen unterschiedlichen Tools in der praktischen Anwendung ein Problem darstellt. Arbeiten zu diesen Schnittstellenthemen in der Kopplung

Vorsteuerungs-Entwurf im Frequenzbereich: Offline oder Online

Abstract: Zusammenfassung Beim Vorsteuerungs-Entwurf muss unterschieden werden, ob die Solltrajektorien wie bei einem Arbeitspunktwechsel vorab geplant oder beispielsweise mit einem Joystick in Realzeit vorgegeben werden. Im ersten Fall werden die Trajektorien für die Vorsteuerung offline entworfen und in einer Look-up-Tabelle gespeichert. Der zweite Fall ist typisch für die Trajektorienfolge in Servosystemen und erfordert, dass die Generierung der Trajektorien für die Vorsteuerung online erfolgt. In dem Übersichtsbeitrag wird der Vorsteuerungs-Entwurf beispielhaft für lineare zeitinvariante SISO-Systeme im Frequenzbereich erläutert, wobei der Offline- und der Online-Fall betrachtet werden. Abstract In course of feedforward control design, it has to be distinguished whether the reference trajectories are planned in advance as for the transition between two stationary setpoints or are predefined in real time for instance by a joystick. In the first case, the feedforward control trajectories are designed offline and stored in a look-up table. The second case is characteristic for trajectory tracking in servo control systems and requires an online generation of the feedforward trajectories. In this survey, the feedforward control design is exemplified for linear time-invariant SISO systems in the frequency domain considering the offline and the online case.

Diskrepanzbasierte Regelung der kontinuierlichen Kristallisation

Abstract: Zusammenfassung Der Beitrag beschreibt einen neuen Regelungsansatz zur Stabilisierung von Kristallisatoren. Es ist bekannt, dass diese in Verbindung mit einer Feinkornauflosung zu Instabilitaten und dem Auftreten von unerwunschten Oszillationen neigen. Modelle fur Kristallisatoren bestehen meist aus einer nichtlinearen partiellen Integrodifferentialgleichung, der Populationsbilanz fur die Kristallgrosenverteilung, gekoppelt mit einer gewohnlichen Differentialgleichung zur Beschreibung der flussigen Phase, was einen rigorosen Reglerentwurf vor erhebliche Probleme stellt. Deshalb wird im Rahmen dieser Arbeit auf ein Stabilitatskonzept zuruckgegriffen, welches Aussagen uber die Stabilitat eines Prozesses bezuglich zweier verallgemeinerter Abstandmase, den sogenannten Diskrepanzen, erlaubt. Summary In this contribution a new control approach for stabilization of crystallizers is presented. It is well known that instabilities and undesired oscillations may occur, when operated with fines dissolution. In general, crystallizer models consist of a nonlinear partial integro-differential equation, the population balance for the crystal size distribution, coupled with an ordinary differential equation for the liquid phase. Therefore, rigorous control design is a challenging issue. In order to overcome this problem in this contribution a stability concept is used, which states stability with respect to two generalized distance measures, the so called discrepancies.

Querdynamische Fahrzeugführung zur reproduzierbaren Erprobung von Sicherheitssystemen

Abstract: Zusammenfassung Die hohe Komplexität moderner Fahrzeugsicherheitssysteme macht die Entwicklung neuer, standardisierter Testverfahren erforderlich. Der Beitrag beschreibt den Entwurf eines querdynamischen Fahrzeugführungssystems, welches eine systematische Validierung der neuen Sicherheitsfunktionen im Rahmen reproduzierbarer Fahrversuche ermöglicht. Abstract Due to the high complexity of modern vehicle safety systems the need for new standardised testing methods arises. This paper describes the development of a lateral vehicle control system implemented for the validation of new safety concepts via reproducible driving tests.

Zur Identifikation mehrdimensionaler Kennfelder für Verbrennungsmotoren

Abstract: Zusammenfassung Es werden verschiedene Kennfeldstrukturen zur Identifikation des stationären Verhaltens multidimensionaler nichtlinearer Prozesse betrachtet. Zur experimentellen Bestimmung der Kennfelder werden die Methode der kleinsten Quadrate in expliziter und rekursiver Form und eine Methode mit Zwischenmodell beschrieben. Es wird eine Kennfeldregularisierung eingeführt, welche die Identifikation von nicht angeregten Stützstellen ermöglicht und eine Glättung erlaubt. Die beschriebenen Methoden sind besonders für Verbrennungsmotoren mit vielen Ein- und Ausgangssignalen geeignet. Als eine Anwendung wird die Identifikation und Invertierung einer Kennfeldstruktur für ein Momentenmodell gezeigt. Abstract Different look-up table structures are regarded for the identification of the stationary behaviour of higher dimensional nonlinear processes. For the experimental determination of look-up tables the methods of least squares in explicit and recursive formulation and an approach with an intermediate model are described. A regularisation of look-up tables is introduced, which enables the identification of not excited grid points and allows a smoothing. The described methods are in particular suited for combustion engines with numerous inputs and outputs. As an application the identification and inversion of a look-up table structure for a torque model is shown.

Einfluss Gesteuerten Ladens von Elektrofahrzeugen auf Verteilnetze bei volatiler Windeinspeisung

Abstract: Zusammenfassung Der vorliegende Aufsatz fasst Erkenntnisse zum Gesteuerten Laden von Elektrofahrzeugen zusammen. Es werden zwei Verfahren gezeigt. Das Wind−2-Vehicle-Verfahren (W2V) ist Beispiel für die Nutzung Gesteuerten Ladens, um einer regenerativen Einspeisung folgenden Bedarf zu realisieren. Das Lokale Lastmanagement (LLM) ist Beispiel, um Informationen aus dem Verteilnetz zu nutzen, um die Ladeleistung von Elektrofahrzeugen zeitlich zu begrenzen. Abstract This work summarizes findings obtained from controlled charging of Electric Vehicles. Two approaches will be explained. The Wind−2-Vehicle method (W2V) is an example for using controlled EV charging in order to create a renewable supply following demand. The Local Load Management (LLM) method is an example for using information from distribution grids to limit the charging power of Electric Vehicles over time.

Erstmaliger Gesamtentwurf und Realisierung der Systemintegration für das Künstliche Akkommodationssystem

Abstract: Das Kunstliche Akkommodationssystem ist ein Linsenimplantat zur Wiederherstellung der Akkommodationsfahigkeit, aufgebaut aus aktiv-optischem Element, Sensorik, Kommunikation und Energieversorgung. Zu den Aufgaben der Systemintegration gehoren die Auswahl eines Schaltungstragers sowie die Entwicklung einer langzeitstabilen Kapselung. Die wesentlichen Herausforderungen hierbei sind der anatomisch begrenzte Bauraum sowie die Aufrechterhaltung der Dichtigkeit. Umfang: XXXVI, 251 S. Preis: €51.00 | £47.00 | $90.00

Homogene Approximation der Paretofront bei mehrkriteriellen Kontrollproblemen

Abstract: Zusammenfassung Es werden mehrkriterielle evolutionäre Algorithmen (EMOA) für zwei- und höherdimensionale Probleme vorgestellt, die gleichmäßig verteilte Lösungen entlang der wahren Paretofront generieren. Dies ist insbesondere wichtig im Kontext mehrkriterieller Kontrollprobleme. Die Methodik beruht auf der Minimierung des gemittelten Hausdorff-Abstandes Δp in Bezug auf die Paretofront. Die EMOA-Varianten werden vergleichend zu aktuellen Verfahren auf Benchmarkproblemen getestet. Abstract

Optimale Mautgebühren — Ein Modell und ein Optimalitätstest

Abstract: Zusammenfassung Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Formulierung eines Modells zur Berechnung von Mautgebühren, die eine effiziente Nutzung eines Straßennetzes gewährleisten. Für einen gegebenen Fluss wird eine Optimalitätsbedingung angegeben, welche sich unter gewissen Voraussetzungen in Polynomialzeit prüfen lässt. Dabei zeigt ein Beispiel jeweils, dass diese Voraussetzungen alle erfüllbar sind. Abstract This article deals with the formulation of a model, which makes it possible to compute tolls, such that the roads are used in an efficient way. We state an optimality condition, which can be checked in polynomial time under some assumptions. An example will show that each of these assumptions can be fulfilled.

Methoden zur datengetriebenen Formulierung und Visualisierung von Kausalitätshypothesen

Abstract: Zusammenfassung Für das automatisierte Erkennen von Kausalstrukturen in Datensätzen gibt es schon mehrere Verfahren, welche basierend auf dem zugrundeliegenden Datensatz jeweils Vor- und Nachteile besitzen. In diesem Beitrag werden zunächst relevante Verfahren mit ihren Eigenschaften für das Erkennen kausaler Strukturen vorgestellt, an Benchmarks getestet sowie die Ergebnisse mittels geeigneter Visualisierungstechniken repräsentiert. Des Weiteren erfolgt eine Untersuchung der Methoden anhand der Daten eines industriellen Glasziehprozesses sowie der Analyse von Biosignalen bei einer Funktionellen Elektrostimulation. Abstract

Hardware-in-the-Loop Simulation von Hydraulikventilen mit virtuellen Verbrauchern

Abstract: Zusammenfassung Um Mobilhydraulikventile anwendungsnah ohne großen Aufwand zu testen, wird hier das Konzept der Hardware-in-the-Loop (HiL) Simulation verwendet. Die Rückwirkungen der Last auf das Ventil werden über eine Druckregelung aufgeprägt. Da in der Anwendung aufgrund von ziehenden Lasten auch Unterdrücke auftreten können, muss sowohl Unter- als auch Überdruck geregelt werden. Im Artikel wird dazu ein HiL-Konzept und eine nichtlineare strukturumschaltende Druckregelung vorgestellt. Abschließend werden experimentelle Daten einer HiL-Simulation gezeigt und mit Messungen am realen System verglichen. Abstract The concept of HiL-simulation is used for an application oriented testing of mobile hydraulic valves with little effort. The reaction of the simulated load to the valve is fed back via pressure control. Due to overrunning loads in the later application negative pressure may occur. Therefore positive and negative pressure has to be controlled. This article presents a concept of the HiL-simulation and a pressure controller. Finally experimental data of an HiL-simulation is given and compared with measurements on the real system.

Ein einfaches weich strukturvariables Anti-Windup

Abstract: Dieser Beitrag stellt eine neue, nichtlineare Anti-Windup-Masnahme fur lineare Systeme vor, die auf der weich strukturvariablen Zustandsregelung mittels impliziter Ljapunov-Funktionen basiert. Durch die variable Struktur des Anti-Windup (AW) kann zum einen die Regelgute im Vergleich zu linearen AW-Ansatzen betrachtlich gesteigert werden. Der Vorteil gegenuber existierenden strukturvariablen AW-Strategien ist zum anderen ein geringerer Entwurfsaufwand und eine einfacher zu implementierende Regelstrategie bei gleicher Regelgute, wie anhand eines Beispiel demonstriert wird.

Integration von Vorwissen über Eigenschaften von Funktionen bei der Modellbildung

Abstract: Zusammenfassung Modelle können durch Einbeziehen von Vorwissen hinsichtlich Problemadäquatheit und Statistik verbessert werden. Hierzu ist das Vorwissen in eine für die Optimierung geeignete Form zu bringen. Modelle, die durch Funktionen beschrieben werden, stehen dabei im Fokus: statische Kennlinien, Dichtefunktionen, Sprungfunktionen, Kurven und nichtparametrische Darstellungen. Methoden für punkt- und intervallweise Restriktionen, Stetigkeits-, Differenzierbarkeitsrestriktionen, von Nichtnegativität, Monotonie, Konvexität, Unimodalität sowie von Symmetrie- und Sektorrestriktionen werden vorgestellt. Abstract Mathematical models can be improved with respect to problem conformity and statistics by incorporating a priori information. Therefore the knowledge needs to be formulated in a mathematical expression being suitable for optimization. The focus is on models which are described by functions. Such models are characteristic diagrams, density functions, step responses, curves and nonparametric representations. Especially the treatment of the following properties and constraints is considered: pointwise and intervalwise constraints, continuity and differentiability as well smoothness constraints, nonnegativity, convexity/concavity, unimodality/antimodality, symmetry, sector constraints, various kinds of monotonicity, pole singularity, and asymptotic constraints.

Bildbasierte Regelung eines gliedelastischen Roboterarms mit einem RGB-D-Sensor

Abstract: Zusammenfassung Der Beitrag befasst sich mit der bildbasierten Regelung eines mehrgliedrigen gliedelastischen Roboterarms unter Gravitationseinfluss anhand von RGB-D-Sensordaten. Der Fokus liegt auf der Mehrfachnutzung der in den zur Positionsregelung aufgenommenen Bildfolgen enthaltenen Bewegungsinformation auch zur Dämpfung der unerwünschten Armschwingungen. Es werden vier Ansätze zur Rekonstruktion der Schwingungsbewegung unter Verwendung der verfügbaren Tiefeninformation gegenübergestellt. Drei Ansätze zur Phasenkorrektur des bildbasiert am Endeffektor gewonnenen Schwingungssignals werden diskutiert. Die Validierung der bildbasierten Schwingungsdämpfung erfolgt im Experiment. Abstract The paper is focused on a vision based approach for the control of a multi-flexible-link robot arm under gravity using RGB-D-sensor data. Therefore the image sequences already acquired for conventional visual position control are exploited to extract a feedback signal for the damping of unwanted structural vibrations. The contribution compares four approaches for the visual vibration sensing, which benefit from the available depth information. Three concepts for the compensation of the phase lag inherent to the visual vibration signal are discussed. Finally the vision based vibration damping is validated experimentally.

Modellierung und Regelung eines aktiven Wellenkompensationssystems für Tiefseekräne

Abstract: Zusammenfassung Dieser Beitrag beschäftigt sich mit einem aktiven Wellenkompensationssystem für Tiefseekräne, wofür ein detailliertes, verteilt-parametrisches Modell hergeleitet wird. Basierend auf einem vereinfachten Entwurfsmodell wird eine Regelungsstrategie für die aktive Wellengangskompensation und für die Seilspannungsregelung entwickelt. Die Qualität der Regelungsstrategie wird anhand von Simulationsstudien nachgewiesen. Abstract

Einrichtung einer Abteilung Regelungstechnik im Deutschen Museum München — Ein unvollendetes Projekt

Abstract: Zusammenfassung Dieser Beitrag stellt die Originalversion eines von Professor W. Oppelt im Jahr 1972 ausgearbeiteten und bisher unveröffentlichten Dokuments mit dem Vorschlag zur Einrichtung einer Abteilung Regelungstechnik im Deutschen Museum vor. Er berichtet über Hintergründe zu der bisher fehlenden Umsetzung und regt eine neue Initiative zu einer angemessenen Präsentation der Leitdisziplin Mess- und Automatisierungstechnik im Deutschen Museum an. Abstract The paper presents the original documentation of a previously unpublished proposal for the establishment of an exhibition on Automation and Control Technology in the Deutsche Museum München, as prepared by Professor W. Oppelt in 1972. Circumstances of a still pending implementation of the proposal are outlined. Eventually, a motivation for an adequate presentation of a key technology, such as Automation, Control and Measurement, in the framework of the exhibitions within the Deutsche Museum is given.

Laufregelung redundanter humanoider Roboter -- ein modellbasierter Ansatz

Abstract: Zusammenfassung Dieser Beitrag beschreibt ein System zur Regelung redundanter zweibeiniger Roboter. Das hierarchisch angelegte System erzeugt aus groben Vorgaben zum gewünschten Gang in Echtzeit eine stabile Laufbewegung. Die stabilisierende Regelung kompensiert Modellfehler, externe Kräfte und Bodenunebenheiten. Durch Nutzung kinematischer Redundanzen können erforderliche Gelenkwinkelgeschwindigkeiten minimiert und die Gefahr des Rutschens reduziert werden. In dem Artikel wird die von uns für experimentelle Arbeiten entwickelte Laufmaschine Lola beschrieben und ein Überblick der mit diesem Roboter erzielten experimentellen Ergebnisse gegeben. Abstract This paper describes an approach to controlling redundant biped robots. A hierarchichal control system generates biped walking in real-time from simple high-level commands. The stabilizing control compensates modelling errors and external forces and allows the robot to walk over uneven terrain. Both the required joint speeds and the risk of slipping are minimized by exploiting redundant degrees of freedom. We also briefly describe our biped robot Lola used in the experimental results outlined at the end of the article.

Vom 20. Institutsjubiläum des ifak Magdeburg

Abstract: Mit einer Festveranstaltung beging das in der Landeshauptstadt von Sachsen-Anhalt ansässige ifak – Institut für Automation und Kommunikation e. V. am 11. Oktober 2012 sein 20. Institutsjubiläum. Mehr als 200 Gäste hatten sich in den würdigen Veranstaltungsräumlichkeiten der Johanniskirche zu Magdeburg versammelt, um im Rahmen eines fachlichen Vormittags einige Facetten aus dem breiten Anwendungsspektrum der Messund Automatisierungstechnik zu beleuchten und bei einer festlichen Nachmittagsveranstaltung Entwicklungsweg und Perspektiven des Instituts aufzuzeigen. Teil des Festprogramms war zugleich der Glückwunsch an Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. E. h. Georg Bretthauer, der wenige Tage zuvor durch die Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg die Ehrendoktorwürde verliehen bekommen hatte. Der Elan der Wendezeit, das kreative Umfeld und der Erfolg beim Einwerben von Forschungsgeldern bildeten vor 20 Jahren den Ausgangspunkt für das ifak. Sieben Hochschullehrer und Wissenschaftler verschiedener Institute der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg gründeten einen Verein „Institut für Automation und Kommunikation e. V.“ (ifak). Zum 1. Oktober 1992 nahm das Institut, zunächst noch in Räumen der Universität, mit 11 Mitarbeitern seine Arbeit auf. Die Vision eines selbstständigen Instituts der angewandten Forschung verwirklichte der Institutsgründer Prof. Peter Neumann mit einem Team frisch ausgebildeter Automatisierungstechniker. Die fachlichen Wurzeln des ifak lagen in den Feldbussystemen – der Begriff Kommunikation im Institutsnamen hat hierin seinen Ursprung. Die fachlichen Wurzeln lagen außerdem in der von Prof. Peter Hauptmann vertretenen Messtechnik, speziell den resonanten Sensoren und der Ultraschalltechnik. Die Automatisierung elektrischer Antriebe zählte ebenso zu den Ursprungsaktivitäten des ifak wie die Methoden der Regelungsund Steuerungstechnik und deren Anwendung. Die industrielle Kommunikation ist auch heute noch Gegenstand von Forschung und Entwicklung im ifak: Industrial Ethernet, drahtlose Kommunikation, Webtechnologien und Cloud-Computing sind jetzt die Themen. Aus dem leistungselektronischen Feld der Antriebe hat sich das bedeutsame Tätigkeitsfeld der kontaktlos-induktiven Energieund Datenübertragung entwickelt. Auch die Steuerungsund Regelungstechnik ist nicht in Vergessenheit geraten. Die beiden Anwendungsfelder der Umwelttechnik und der Verkehrstelematik haben sich aus diesen Arbeiten heraus langfristig erfolgreich entwickelt. 14 Jahre lang war das Innovationsund Gründerzentrum in Magdeburg-Barleben die Heimat der Forscher der Messund Automatisierungstechnik, deren Zahl sich auf über 50 erhöhte. Aufbau und Entwicklung des ifak waren durch ein wachsendes Volumen von Industrieaufträgen und öffentlich geförderten Projekten auf Bundesund EU-Ebene geprägt. Nachdem Prof. Ulrich Jumar im Jahr 2005 den Staffelstab als Institutsleiter übernommen hatte, kehrte das Institut 2008 in das Zentrum der Landeshauptstadt zurück. Mit dem Einzug in das Gebäude der Denkfabrik begann ein neuer Entwicklungsabschnitt des ifak. Im Wissenschaftshafen und in unmittelbarer Nähe zur Universität gelegen, bietet das attraktive Gebäude eines ehemaligen Getreidesilos mit seinen rund 3000 m2 Fläche in sieben Stockwerken beste Entfaltungsmöglichkeiten für die vier Forschungsbereiche des Instituts und Platz für ein Technikum im Erdgeschoss sowie einen Tagungsraum unter dem Dach. Die Zahl der Studierenden, die im ifak als An-Institut der Otto-von-GuerickeUniversität Magdeburg in die Forschung einbezogen werden, vergrößerte sich auf jährlich mehr als 80. Das fachliche Programm der Festveranstaltung dokumentierte die Breite und gesellschaftliche Relevanz der Automation ebenso wie die enge Verzahnung mit der Informatik. Eine Gesprächsrunde aus Wissenschaftlern und Industrievertretern widmete sich den durch IT und Automation ermöglichten Innovationen für Energiewende und Umweltschutz. In einem Zwiegespräch wurde das Thema Datensicherheit beleuchtet und Frau Prof. Vogel-Heuser skizzierte in einem Kurzvortrag Szenarien, Technologien und Herausforderungen

Optimierungsansätze für die Bioverfahrenstechnik

Abstract: Zusammenfassung Zwei rechnergestützte Verfahren für die biotechnologische Prozessführung werden vorgestellt und diskutiert: Ein Off-line-Verfahren zur Unterstützung der Modellbildung und ein On-line-Verfahren zur schrittweisen Optimierung der Produktausbeute. Abstract Two computer aided methods for bioprocess engineering are presented and discussed: An off-line methodology supporting analyzing and modeling and an on-line methodology enabling incremental production optimization.

Systemdynamische Konsequenzen von Mauterhebung und anderen Eingriffen in den Verkehr

Abstract: Zusammenfassung Die Einführung eines Mautsystems ermöglicht über monetäre Anreize gezielte und auf die Verkehrssituation angepasste Eingriffe in die Verkehrsströme, die jedoch auch zu unerwünschten Effekten führen können, da sich Eingriffe immer erst zeitverzögert im System ausbreiten und auswirken. Schwankungen der Fahrzeugströme bis hin zu Stockungen und Staus sind mögliche Folgen. In diesem Beitrag wird ein durch totzeitbehaftete Rückwirkungen erzeugter Schwingungseffekt in Verkehrsströmen vorgestellt und unter Stabilitätsgesichtspunkten untersucht. Abstract Introducing a toll system provides means to influence the traffic flow by financial incentives. However, influencing the traffic dynamics can cause undesirable effects such as oscillating traffic conditions and traffic jams. This paper presents an oscillation problem in traffic systems based on delayed feedback information and describes a system theoretical approach to analyze it.

Ausgewählte Beiträge des GMA-Fachausschusses 5.14 “Computational Intelligence”

Abstract: Der von der Gesellschaft für Messund Automatisierungstechnik (GMA) getragene Fachausschuss 5.14 Computational Intelligence [1] bietet Anwendern, Ingenieuren und Wissenschaftlern aus unterschiedlichen Fachgebieten ein Forum zum regelmäßigen Gedankenaustausch. Dieses Schwerpunktheft reflektiert das Spektrum der Arbeiten des Fachausschusses und basiert unter anderem auf Beiträgen des 21. Workshops Computational Intelligence, der im Dezember 2011 in Dortmund stattgefunden hat. Es knüpft thematisch an die beiden vorausgehenden, aus dem Fachausschuss entstandenen at-Schwerpunkthefte in den Jahren 2008 und 2009 an [2; 3]. Als ein Teilgebiet der Künstlichen Intelligenz umfasst die Computational Intelligence (CI) von der Biologie inspirierte Algorithmen der Fuzzy-Logik, der Künstlichen Neuronalen Netze sowie der Evolutionären Algorithmen. Dabei nutzt die CI gezielt Synergien zwischen diesen Teildisziplinen aus wie beispielsweise in evolutionären oder in Neuro-Fuzzy-Systemen. Innerhalb der CI rücken neben klassischen Anwendungen wie FuzzyControl zunehmend moderne Anwendungsgebiete wie das Data Mining als umfassender Prozess zur Extraktion von Wissen aus Daten in den Fokus – ein Trend, der sich auch in der thematischen Ausrichtung des letztjährigen Workshops widerspiegelt. Dieses Heft versucht, das breite Spektrum der Computational Intelligence und ihren Beitrag zur Systemtheorie und Automatisierungstechnik zu dokumentieren. Der in das Themenheft einführende Übersichtsbeitrag von Kiendl bietet mit seinem historischen Rückblick auf die intellektuellen Ursprünge der Computational Intelligence ein geistreiches Lesevergnügen und mag den einen oder anderen Anstoß zum Nachdenken über die eigene Arbeit jenseits des akademischen Tagesgeschäfts geben. Dürrbaum et al. beschreiben, wie Methoden der Computational Intelligence im Kontext der Systemtheorie für allgemeine Probleme eine geeignete Lösungsstrategie auffinden. Sie verdeutlichen die Vorgehensweise mittels der Entkopplung und Koordination komplexer technischer Systeme. Rudolph präsentiert eine Methodik zur Approximation der Pareto-Front in mehrkriteriellen Optimierungsproblemen, auf deren Basis evolutionäre Algorithmen eine homogen verteilte Menge nichtdominierter Lösungen dieser Problemklasse effizient ermitteln. Im Fokus der Arbeit von Senge et al. steht die Modellklasse der so genannten Fuzzy Pattern Trees, deren hierarchische, modulare Struktur eine flexible und dennoch kompakte Darstellung funktionaler Zusammenhänge erlaubt. Der Beitrag geht neben den wesentlichen Modellierungskonzepten auch auf die Probleme der da-