Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik

Eine Besonderheit des Lehrstuhls für Systemtheorie und Regelungstechnik ist die Durchführung von sowohl theoretischer als auch anwendungsorientierter Forschung. Damit werden gleichzeitig Beiträge ins eigene Fachgebiet geliefert sowie Lösungen für die Industrie gefunden. Die entwickelten Methoden werden grösstenteils auch in eigens entwickelte Anlagen implementiert, um ihre praktische Machbarkeit in Echtzeit nachzuweisen. Der Echtzeit-Aspekt ist eine besondere Herausforderung unter anderem in der Verwendung von Messdaten um beispielsweise eine Rückführung zu realisieren. Im Fall des Vicon-Trackers werden die Lagedaten vom Vicon-DataStream-SDK bereitgestellt und für Anwendungen der mobilen Robotik kabellos zur eingebetteten Rechnereinheit übertragen. Dort werden sie in der nichtlinearen Regelung weiterverarbeitet. Im geschlossenen Kreis ist nicht nur die hohe Genauigkeit der Daten, sondern eine geringe Latenzzeit und die allgemeine Zuverlässigkeit des Systems sehr wichtig. Die Vicon-Produkte gewährleisten beides.

Videobeispiel zum koordinierten Lasttransport:

In einem jüngst abgeschlossenen Forschungsprojekt wurde ein Transportsystem entwickelt, in dem mehrere Kleinfluggeräte kooperativ eine angeseilte Last im Raum positionieren. Im Gegensatz zu bisheriger Forschung, die die Flexibilität der Seile vernachlässigt hat, wurde diese explizit berücksichtigt. Der zusätzliche Aufwand ermöglicht schnellere und trotzdem ruhige Übergänge der Last im Vergleich zum vereinfachten Fall. Für die Anwendung werden vom Lehrstuhl entwickelte Fluggeräte (sogenannte Trikopter) mit schwenkbaren Propellern eingesetzt, die anhand von Vicon-Daten geregelt werden. Vicon-Tracker bilden zusätzlich die Bewegung der Last ab, um die stabile Realisierung einer Wunschtrajektorie nachzuweisen.

Dank des sehr gut ausgebauten Kundennetzwerks von prophysics hat die Forschungsreihe der Univesität des Saarlandes bereits weitere Kooperationspartner gefunden.

 

Videobeispiel Trikopter:

Videobeispiel Quadkopter:

Empfohlene Produkte

Vicon Vantage

Die Vantage-Serie stellt das Flagship von Vicon dar. Die Auswahl erstreckt sich von 5 MP- über 8 MP- bis zu 16 MP-Kameras bei Aufnahmeraten von bis zu 2000 Hz. Verschieden Onboard-Sensoren erleichtern die tägliche Arbeit mit dem Systems. Für Aussenaufnahmen, grosse Aufnahmevolumen und besonders schnelle Bewegungen sind diese Kameras die erste Wahl.

Vicon Tracker

Vicon Tracker ist mit dem Hauptziel entwickelt worden, so schnell wie möglich rigide Objekte zu tracken und deren Positionen und Ausrichtungen an andere Software weiterzuleiten. Deswegen ist die Latenzzeit sehr kurz – bis zu 2.5 ms. Tracker überzeugt auch mit ihrem Algorithmus, der ein Object sogar nur mit einer Kamera weiter tracken kann, was das Trackingvolumen für einen bestimmten Kamera-Aufbau maximiert.

Data Stream SDK

The Vicon DataStream Software Development Kit (SDK) allows easy programmable access to the information contained in the Vicon DataStream. The function calls within the SDK allow users to connect to and request data from the Vicon DataStream.

Das Bild entstand während eines schnellen Positionswechsels der Dreieckslast (entstanden im DFG-Projekt „Regelung von Trikoptern beim gemeinsamen Transport von an Seilen aufgehängten Lasten“)


Am Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik werden die folgenden Fragestellungen untersucht:

Mathematische Modellierung, strukturelle Analyse, Identifikation, Simulation, Entwurf von Steuerungen und Regelungen, Beobachterentwurf und Fehlerdiagnose, sowie Entwicklung von Methoden zu deren Implementierung und technischer Realisierung. Neben der Pflege und der Weiterentwicklung der Theorie widmet sich der Lehrstuhl auch dem Einsatz der entwickelten Methoden zur Lösung wissenschaftlich anspruchsvoller Probleme vor allem im technologischen Bereich. Wichtige Gebiete der aktuellen anwendungsbezogenen Forschungsarbeiten sind: elektrische Antriebe und Generatoren, elektromagnetische Lagerungen, mobile Robotik, Hydraulik und Formgedächtnisaktuatoren.

Wer sind die typischen Klienten, Probanden, Subjects?

Als Grundlagendisziplinen sind Systemtheorie und Regelungstechnik anwendungsoffen und interdisziplinäre Kooperationen mit verschiedensten universitären und industriellen Partnern sind gegeben. Diese Projekte dienen ausserdem als motivierende Beispiele in den Tätigkeiten der Lehre, um Theorie zu veranschaulichen und vor allem das Systemdenken zu vermitteln.

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