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Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

 

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Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Automatisierungs- und Regelungstechnik
Prof. Dr.-Ing. Helmut Röck



 

Forschungsgebiete

  Regelungstechnik: Regelung nichtlinearer unteraktuierter Systeme

 

Viele zu regelnde technische Prozesse haben einen nichtlinearen Charakter und stellen dadurch hohe Anforderungen an eine stabilisierende Regelung. Ist das nicht- lineare System zudem unteraktuiert, d.h., besitzt es mehr zu regelnde Größen als Eingriffsmöglichkeiten über Stellglieder, wird die Regelungsaufgabe weiter  erschwert.

Eine Lösungsstrategie zur Regelung eines solchen Systems besteht darin, eine offline berechnete Vorsteuerung und einen linearen Folgeregler zu verwenden.

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So gelingt es z.B. mit Hilfe dieses Konzeptes, das als Testumgebung eingesetzte Referenzsystem “Doppelpendel auf einem Wagen” (siehe Film) aus der stabilen Gleichgewichtslage heraus in die obere instabile Gleichgewichtslage aufzuschwingen und es in diesem Zustand zu stabilisieren. Das Ziel des Forschungsprojekts besteht darin, das Verfahren auf ein dreigliedriges Pendel zu übertragen, um es aufzuschwingen.

 


Messtechnik: Coriolis-Massendurchflussmessung

 
Der Massendurchfluss ist eine wichtige Prozessgröße in der verfahrenstechnischen Industrie, wenn es darum geht, Massenströme zu dosieren oder zu bilanzieren. Derzeit gewähr- leisten kommerzielle Geräte nur bei Einphasen- strömungen die Anforderungen an die Mess- genauigkeit. Zweiphasenströmungen mit ge- ringsten Gasanteilen führen zu einer an- steigenden Messunsicherheit und können sogar einen Totalausfall des Sensors verursachen. Aktuelles Forschungsgebiet ist die Entwicklung eines nichtlinearen Zeigerregelungs- konzeptes für zeitveränderliche Anregungsfrequenzen in Verbindung mit einem erweiterten Kalman-Filter zur Schätzung der Zeigergrößen. Praktische Versuche haben bestätigt, dass die Messrohrschwingung auch unter schwierigen Prozessbedingungen wie Gasblasen im Messmedium auf vorgegebene Sollwerte geregelt werden kann, wobei gleichzeitig eine Halbierung der Zykluszeit zur Emfindlichkeitsbestimmung erreicht wird.

 


Biotechnologie: Modellbasierte Prozessführung biotechnologischer Prozesse

 
Die industrielle Herstellung von Starterkulturen erfolgt noch immer nach traditionellen Methoden, wobei Erfahrungswerte sowie experimentelle Untersuchungen eine Hauptrolle spielen. Durch steigende Anforderungen an Ausbeute und Produktqualität reichen herkömmliche Produktionsverfahren nicht mehr aus. Das Ziel des Forschungsprojektes besteht darin, eine modellbasierte Prozessführungs- strategie zu entwickeln, um den Fermentationsprozess in gewünschter Weise zu beeinflussen. Zu diesem Zweck werden nicht messbare Prozesszustände mit Hilfe von Künstlichen Neuronalen Netzen geschätzt und prädiziert. Die für das Fermentationsmodell erforderliche Parameteridentifikation wird mit der Methodik der Genetischen Algorithmen realisiert. Im Rahmen dieses Projektes mit einem Kooperationspartner aus der Industrie werden diese Techniken in Verbindung mit unterschiedlichen  Regelungskonzepten in eine Prozessführungsstrategie integriert, um die Produktivität bei der Herstellung  von Starterkulturen  zu verbessern.


Lehre

  Regelungstechnik I
Regelungstechnik II
Optimale Regelung (Regelungstechnik III)
Einführung in die robuste Regelung
Digitale Regelung
Praktikum Regelungstechnik I
Ausgewählte Kapitel der Regelungstechnik

 

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