Marcel Dück Modellbasierte Ansteuerung räumlich ausgedehnter Aktuator- und Sensornetzwerke in der Strömungsregelung

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Inhaltsangabe zu „Modellbasierte Ansteuerung räumlich ausgedehnter Aktuator- und Sensornetzwerke in der Strömungsregelung“ von Marcel Dück

Das Thema der vorliegenden Dissertation befasst sich mit der modellbasierten
Entwicklung eines echtzeitfähigen, räumlich ausgedehnten Aktuator- und
Sensornetzwerkes für den Einsatz in der Strömungsregelung. Innerhalb eines
kaskadierten Regelkreises wird die externe Strömungsregelung über das
Netzwerk mit definierten Schnittstellen als Model-in-the-loop an das elektromagnetische
Aktuator-System zur Strömungsbeeinflussung angebunden. Die
Strömungsbeeinflussung wird mithilfe von transversalen Oberflächenwellen
auf einer drei Millimeter starken Aluminiumplatte realisiert.
Dieses Vorgehen ermöglicht sowohl die Durchführung von Experimenten zur
Widerstandsbeeinflussung im Windkanal, als auch die Analyse der Unterschiede
zwischen den Netzwerkkonfigurationen, die zur Bestimmung einer
günstigen Topologie und Aufgabenverteilung führen. Dies bildet die Grundlage
zur Spezifikation der Netzwerkkonfigurationen für die technische Umsetzung
eines räumlich ausgedehnten Aktuator- und Sensornetzwerkes.
Innerhalb des Netzwerkes werden die notwendigen Aufgaben anhand eines
Modells auf die entsprechenden Netzwerkknoten abgebildet. Zur Kommunikation
werden die Kommunikationsschichten entsprechend des OSIReferenzmodells
definiert. Auf der Transportschicht wird ein echtzeitfähiges
Protokoll integriert und anhand einer Simulation verifiziert. Verschiedene
Netzwerksimulationen werden hinsichtlich unterschiedlicher Randbedingungen
und Konfigurationen untersucht und die Ergebnisse diskutiert.
Zur Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuator-Systems wird ein Verfahren
zur Berechnung und echtzeitigen Umsetzung glatter Signalübergänge
zwischen unterschiedlich parametrierten sinusförmigen Signalen vorgestellt.
Mithilfe der Wellenregelung wird das System stabilisiert und die angestrebte
Genauigkeit der Wellenbewegung sichergestellt. Dazu wird eine angepasste
modellbasierte Iterativ Lernende Regelung mit variablen Verstärkungsfaktoren
entwickelt.

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