Inhaltsverzeichnis:
1 Gastaufenthalte auswärtiger Wissenschaftler und Stipendiate
[zurück zum Inhalt]Gastwissenschaftler:
Asst. Prof. A. G. Ramakrishnan vom 20.11.1997 bis 17.12.1997
(Indian Institute of Science, Bangalore, Indien)
Prof. José Moura 09. und 10.07.1998
(Carnegie Mellon, Pittsburgh, USA)
Doktoranden aus dem Indian Institute of Science unter DAAD-Austauschprogramm:
Sumit Kumar Nath (M. Sc.-Student)vom 15.08.1997 bis 14.12.1997
2 Lehrveranstaltungen
Bhanu Prakash vom 01.10.1997 bis 31.01.1998
Uma Ranjan vom 01.12.1997 bis 28.02.1998
Chitters Nagaraja Murthy vom 24.07.1998 bis 22.11.1998
Kumamuru Krishna vom 08.08.1998 bis 07.11.1998
2.1 Vorlesungen und Seminare an der Universität Kaiserslautern
| Teilnehmer/Anzahl von Prüfungskandidaten |
| Vorlesungen: | 1997 | 1998 |
| 85-504 Regelungstechnik I (WS) | 132 | 76 |
| 85-505 Regelungstechnik II (SS) | 49 | 22 |
| 85-427 Abtastregelungen (WS) | 28 | 23 |
| 85-304 Systemtheorie (SS) | 11 | 9 |
| 85-430 Grundlagen und Anwendung der Theorie stochastischer Prozesse (WS) | 40 | 25 |
| 85-433 Theorie und Praxis der digitalen Bildverarbeitung (SS) | 13 | 8 |
| 85-241 Automatisierung in Kraftwerken (WS) | 2 | |
| 86-676 Regelungstechnische Instrumentierung (WS) | 7 | 3 |
| 85-525 Kraftfahrzeugelektronik | 1 | |
| 85-434 Iterativ lernende Regelungen und ihre Anwendungen in zyklischen |
1 | |
| Labors: | ||
| Grundpraktikum "Energie- und Automatisierungstechnik" (SS) | 50 | 36 |
| 1. Schwebende Kugel im Magnetfeld mit analoger Regelung | ||
| 2. Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit geringer Leistung | ||
| Vertiefungspraktikum "Automatisierungstechnik" (WS) | 20 | 18 |
| 1. Digitale Regelung einer verfahrenstechnischen Anlage | ||
| 2. Signalverarbeitung und Regelung in gravimetrischen Dosiersystemen | ||
| 3. Regelung eines zyklischen, nichtlinearen Systems | ||
| 4. Zweifachregelung am Beispiel zweier gekoppelter Flüssigkeitsniveaus | ||
| 5. Schwebende Kugel im Magnetfeld mit digitaler Regelung | ||
| Praktikumsteil | ||
| "Theorie und Praxis der digitalen Bildverarbeitung" | 19 | 12 |
| 85-432 Praktikum "CAE in der Regelungstechnik" (SS + WS) | 50 | 28 |
| Mitbetreute Vorlesungen und Prüfungen von Lehrbeauftragten: | |
| 85-241 Prof. Dr. G. Kallina | Automatisierung in Kraftwerken (WS) |
| 85-434 Dr. K. Buchheit | Iterativ lernende Regelungen und ihre Anwendungen in zyklischen Prozessen (SS) |
| 85-433 Dr. T. Greiner/Dr. M. Pfeiffer | Theorie und Praxis der digitalen Bildverarbeitung (SS) |
| 86-676 Dr. H. Hoffmann | Regelungstechnische Instrumentierung (SS) |
| 85-525 Dr. F. Schmidt | Kraftfahrzeugelektronik (SS) |
3 Forschungsgebiete [zurück zum Inhalt]
Iterativ lernende Regelungen [zurück]
Ein Kennzeichen einer Reihe von technischen Prozessen ist die Tatsache, daß sie zyklisch
ablaufen, bzw. daß sie zumindest bestimmte Teilabläufe
enthalten, die immer wiederkehren. Für die Automatisierung
solcher "zyklischer" Prozesse besteht die Möglichkeit, eine
iterativ lernende Regelung einzusetzen, bei der der
Prozeßablauf von Zyklus zu Zyklus verbessert wird. Das
Prinzip der iterativ lernenden Regelung besteht in der Ermittlung
der Eingangsfunktion uk+1(t) für
den (k+1)-ten Zyklus aus den Eingangs- und
Ausgangsfunktionen der vorangegangenen Zyklen. Iterativ lernende
Regelungsverfahren bieten gegenüber konventionellen
Regelungsverfahren Vorteile in Anwendungen wie bei der
Führung von Batchprozessen, bei der Regelung von periodischen
Systemen und bei der Automatisierung von Roboterarmbewegungen oder
aber auch bei der Automatisierung des Hochfahrens eines Prozesses
zu einem Betriebszustand. Diesen Prozessen ist gemeinsam,
daß sie zeitlich begrenzt sind und sich vom gleichen
Anfangszustand beginnend wiederholen, wobei diese Wiederholungen
nicht in festen Abständen erfolgen müssen. Die Vorteile
iterativ lernender Regelungen kommen besonders stark bei Prozessen
mit großen Totzeiten, mit instationärem Verhalten
innerhalb der Zyklen, starken Nichtlinearitäten und
mangelhaften Prozeßmodellen zum Vorschein. Eine weitere
Besonderheit ist, daß die den Meßsignalen
überlagerten Störungen verzögerungsfrei
unterdrückt werden können. Damit wird die Voraussetzung
für eine schnelle Regelung geschaffen - ein entscheidender
Vorteil iterativ lernender Regelungen. Die Methode wurde für
folgende Fälle angewendet:
a) Anfahren eines Mehrgrößenprozesses
In der
Verfahrenstechnik taucht häufig das Problem auf, einen
bestimmten Prozeß von einem Startzustand in einen bestimmten
Arbeitspunkt zu bringen. Dieses Hoch- oder Anfahren geschieht in
der Praxis oft noch per Hand. Insbesondere bei
Mehrgrößensystemen ergeben sich zusätzliche
Probleme beim Anfahren durch die Verkopplung der einzelnen
Systemgrößen, die eine Automatisierung dieses Vorgangs
schwierig gestaltet. Für das Anfahren einer
verfahrenstechnischen Zweifachregelstrecke wurde mit Erfolg eine
lineare iterativ lernende Regelung eingesetzt, die den
Prozeß entlang vorgebbarer Trajektorien in einen bestimmten
Arbeitspunkt führt. Dabei muß kein exaktes Modell der
Strecke bekannt sein, aber es muß die Voraussetzung des sich
wiederholenden Vorgangs gegeben sein. Kenntnisse über die
vorhandenen Kopplungen müssen nicht vorhanden sein,
können aber berücksichtigt werden. Die iterativ lernende
Regelung "erlernt" die Entkopplung und führt so nach wenigen
Durchgängen zum gewünschten Systemverhalten.
b) MOMAS (Mobiles Meß- und Automatisierungssystem für Strangpressen)
Das Strangpressen ist ein zur Herstellung von Metallprofilen eingesetzter Produktionsprozeß, der Gegenstand ständiger Verbesserungsbestrebungen ist. Eine der Hauptbestrebungen, die seit drei Jahrzehnten an Aktualität nicht verloren hat, betrifft die Entwicklung eines isothermen Regelungsverfahrens für die Regelung der Austrittstemperatur auf einen vorgegebenen Wert.
Die optimierende iterativ lernende Regelung bietet in Verbindung mit den seit kurzem verfügbaren Mehrfarbenpyrometern ein für den industriellen Einsatz geeignetes System für das isotherme Strangpressen. Grundlegend für das neue Verfahren ist die Betrachtung des Strangpreßprozesses als zyklischen Prozeß. Zu Beginn des k-ten Preßzyklus wird ausgehend von der Kenntnis der Verläufe der Profilaustrittstemperatur, der Preßgeschwindigkeit und der Blocktemperatur in den vorhergehenden Zyklen der optimale Preßgeschwindigkeitsverlauf für diesen Zyklus berechnet und vorgegeben. Die Güte der Regelung wird zusätzlich erhöht, indem das Pyrometersignal durch Verwendung nichtkausaler Filterung verzögerungsfrei gefiltert wird. Impulsartige Störungen werden entdeckt und unterdrückt. Das Verfahren wurde erfolgreich in einer Strangpresse eingesetzt, der breite industrielle Einsatz steht noch bevor.
Um diesem
Verfahren den industriellen Durchbruch zu ermöglichen, wird
das MOMAS (Mobiles Meß- und
Automatisierungssystem für Strangpressen)
entwickelt. Mit Hilfe von MOMAS soll es möglich sein, den
Strangpressenbetreibern ohne große Umbaumaßnahmen an
der Presse, die Vorteile des neuen Verfahrens vor Augen zu
führen.
Verläufe der Preßgeschwindigkeit (l.) und
Austrittstemperatur (r.) einer Strangpresse mit Iterativ Lernender
Regelung, gemessen im Forschungszentrum Strangpressen Berlin
Im Okt.1998 wurde eine industrielle
Strangpresse im Forschungszentrum Strangpressen, Berlin mit MOMAS
ausgerüstet. Die Versuchsergebnisse übertrafen durchweg
die Erwartungen an die Verkürzung der Preßzeit und die
Güte der Temperraturregelung.
Zur
Zeit wird ein Verfahren entwickelt, das sowohl die Führung
der Profilaustrittstemperatur als auch der
Preßgeschwindigkeit auf konstante vorgegebene Werte
ermöglicht. Dies wird erreicht durch die automatische
Ermittlung und Einstellung des Temperaturprofils des Barrens mit
Hilfe des optimierenden iterativ lernenden Regelverfahrens.
Fuzzy-Control und Regelbasierte Interpolation (RIP) und neuronale Kennfeldapproximation [zurück]
Von der Möglichkeit Expertenwissen in Steuerungs- oder
Regelungssyteme einzubringen, wurde in den letzten Jahren intensiv
Gebrauch gemacht, nicht zuletzt aufgrund der Popularität der
Fuzzy Control Theorie. In Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet
Siedlungswasserwirtschaft des Fachbereiches ARUBI der
Universität Kaiserslautern wurde die Fuzzy-Steuerung einer
kommunalen Kläranlage erprobt. Dabei wurde die Elimination
der Schadstofffrachten über eine Fuzzy-Steuerung des
Sauerstoffeintrages in dem sog. Belebungsbecken realisiert,
welches Teil der biologischen Abwasserreinigung ist. Durch die
Einbringung von Expertenwissen konnte so eine Verringerung und
Vergleichmäßigung der Schadstoffbelastung des Abwassers
erreicht werden. In den letzten Jahren
haben sich Fuzzy Controller als sinnvolle Ergänzung zu
konventionellen Reglern etabliert. Bei Fuzzy Control wird eine
nichtlineare Abbildung anhand von linguistisch formuliertem
Expertenwissen erzeugt. Trotz vieler Vorteile existieren aber auch
Nachteile, wie die übermäßige Anzahl von
Freiheitsgraden oder die nicht immer gegebene Transparenz der
Entwurfsparameter. Aus diesem Grund wurde ein neues Verfahren zum
Entwurf von Kennfeldreglern entwickelt, - das regelbasierte
Interpolationsverfahren (RIP). Auch hier wird Expertenwissen in
Form einer Regelbasis verwendet, wodurch der Entwurfsprozeß
ähnlich wie bei Fuzzy Control erleichtert wird. Allerdings
unterscheidet sich RIP-Control von Fuzzy Control in einigen
wichtigen Punkten. Zunächst wird schon der Regelbasis und
deren Eigenschaften mehr Aufmerksamkeit geschenkt.
Unvollständige Regelbasen werden vervollständigt und
Konflikte zwischen Regeln beseitigt. Außerdem wird das Kennfeld nicht über unscharfe
Mengen generiert. Bei RIP erzeugen die Regeln Stützpunkte,
mit deren Hilfe das Kennfeld mittels geeigneter
Interpolationsverfahren erstellt wird. Dadurch können
Kennfelder mit bestimmten Eigenschaften erzeugt werden, die
mittels Fuzzy Control unerreichbar bleiben. Ein weiterer Vorteil
der RIP-Methode ist die Möglichkeit der Verwendung hybrider
Regeln. Die neuronale
Kennfeldapproximation versucht nun das Reglerkennfeld durch ein
neuronales Netz darzustellen, um ein adaptives System zu erhalten.
Die Hauptaufgaben sind hierbei die Suche nach geeigneten
Strukturen zur Approximation der nichtlinearen Abbildung und der
Entwurf von Lernregeln, nach denen sich der Regler auf die Strecke
einstellt.
Schnelle Regelung und Signalverarbeitung mit einem Digitalen Signalprozessor [zurück]
In der modernen Elektrotechnik geht der Trend immer mehr dahin, Systeme,
die bisher noch analog aufgebaut waren, zunehmend in digitaler
Form zu realisieren. Die Motivation hierfür ist das hohe
Maß an erreichbarer Flexibilität und Adaptivität.
Jedoch gibt es Bereiche, denen wegen sehr hoher
Systemanforderungen analoge Realisierungen vorbehalten sind. Durch
die hohe Leistungsfähigkeit von speziellen Mikroprozessoren,
der sogenannten Digitalen Signalprozessoren, kann die
Digitaltechnik mehr und mehr auch in diese Bereiche zu
vertretbaren Kosten vorstoßen. Als Applikation wurde am
Lehrstuhl eine Kompensationswägezelle, die
naturgemäß eine Regelstrecke mit hoher Dynamik
repräsentiert und hohe Anforderungen an die digitale
Signalverarbeitung stellt, digital geregelt. Diese Arbeit
beinhaltete die Kombination elektronischer und mechanischer
Komponenten zu einem mechatronischen Gesamtsystem. Die Erwartungen
an überlegenes Verhalten aufgrund der Flexibilität, die
Digitalsystemen eigen ist, wurden jedoch nicht erfüllt.
Elektronisches Fahrzeuglenksystem (Steer by Wire) [zurück]
Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird gegenwärtig am Lehrstuhl eine
Regelung zur Realisierung eines elektronischen Fahrzeuglenksystems
erarbeitet. Hierbei wird auf eine mechanische Verbindung zwischen
Lenkrad und Spurstange gänzlich verzichtet; die Anlenkung der
Räder geschieht rein elektromechanisch. Zum einen erhält
man durch dieses Konzept unmittelbar eine Basis zur Einbindung von
Fahrdynamikregelungen. Zum anderen kann der Lenkkomfort durch
Anpassung an unterschiedliche Fahrbedingungen optimiert werden. So
lässt sich die Lenkwinkelübersetzung beim Rangieren
beispielsweise geringer wählen als bei einer Autobahnfahrt.
Für den Lenkkomfort maßgeblich ist außerdem das
Lenkradmoment, das ebenfalls den Fahrbedingungen individuell durch
elektronische Parametrierung angepaßt werden kann. Bei der
Realisierung des Systems ergeben sich Probleme aus der
verkoppelten Struktur des Regelkreises. Es sind weiterhin hohe
Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit, Schnelligkeit und
Dämpfung zu erfüllen. Durch das Fehlen eines
mechanischen Durchgriffs kommen sicherheitstechnischen Aspekten
und der Fehlertoleranz eine besondere Bedeutung zu.
"Hardware-in-the-loop"-Simulation pneumatischer Stellantriebe (SIPS) [zurück]
Pneumatische Stellantriebe werden in der Verfahrenstechnik in großem
Umfang zur Betätigung von Ventilen eingesetzt. Die Abbildung zeigt
den Aufbau eines Stellantriebes mit angebautem Ventil.
Das Ventil ist über die sogenannte Ventilspindel mit dem pneumatischen
Membranantrieb verbunden. Zum Öffnen des Ventils wird über einen
Stutzen Druckluft in den Antrieb geleitet. In der grau dargestellten Kammer
baut sich ein Druck auf, der die Membrane und mit Ihr die Ventilspindel
und den Ventilkegel gegen die Federkraft nach oben bewegt.
Durch Entlüften des Antriebes wird das Ventil durch die Federkraft
wieder geschlossen.
Um vorgegebene Positionen des Ventilkegels einregeln zu können,
wird am Stellantrieb ein Stellungsregler angebracht, der die Position der
Ventilspindel mit einem Hebel erfaßt, diese mit dem Sollwert vergleicht
und daraus den erforderlichen Druck im Membranantrieb einstellt.
Das Regelverhalten des Stellungsreglers wird maßgeblich durch
die Reibung der Stopfbuchse, die das Ventil gegen den Antrieb abdichtet,
beeinflußt. Diese Reibung ändert sich im Laufe der Zeit durch
Verschleiß, Temperatur- und Druckeinflüsse usw.
Wegen der sich ändernden Reibung sind vergleichende Untersuchungen
des Regelverhaltens verschiedener Stellungsregler deutlich erschwert. Insbesondere
wenn die Untersuchungen in einem großen zeitlichen Abstand erfolgen,
ist die Vergleichbarkeit der Messungen nicht gewährleistet.
Aufgrund dieser Problematik wurde von Seiten der chemischen Industrie
angeregt, einen "Normantrieb" zu entwickeln, dessen Reibung beliebig reproduzierbar
ist.
Am Lehrstuhl für Regelungstechnik und Signaltheorie wurde von dieser
Aufgabenstellung ausgehend eine "Hardware-in-the-loop"-Simulation entwickelt,
bei der der Stellungsregler weiterhin pneumatisch mit einem Stellantrieb
verbunden ist; die Prozeßschnittstelle des Reglers zum Antrieb wird
also nicht verändert. Allerdings ist die Stopfbuchse des Antriebes
abgekoppelt und wird stattdessen dem Digitalrechner simuliert. Hierzu werden
der Druck und die Position des Stellantriebes gemessen und daraus die Antriebskraft
ermittelt. Die Reibungskraft der Stopfbuchse wird mit Hilfe eines Reibmodelles
berechnet und ist somit parametrierbar und reproduzierbar. Aus diesen beiden
Kräften kann die Antriebskraft und damit die Position des zu simulierenden
reibungsbehafteten Antriebs berechnet werden. Der Rechner gibt diese simulierte
Position mit Hilfe eines elektrischen Positioniersystems an den Positionserfassungshebel
des Reglers weiter.
Das in der Abbildung gezeigte System kann anstelle eines realen Stellantriebs
zur vergleichenden Prüfung von Stellungsreglern verwendet werden.
Desweiteren ist es möglich, das Regelverhalten bei verschiedenen Reibverhältnissen
zu untersuchen und mit Hilfe des Simulationssystems optimale Reglerparameter
zu ermitteln.
Das System wurde im Jahr 1998 an zwei Kunden verkauft und auf der Hannover
Messe Industrie 1998 (20. – 25. April) auf dem Gemeinschaftsstand des Landes
Rheinland-Pfalz ausgestellt.
Entwicklung von Werkzeugen zum Entwurf von Mehrgrößenreglern für den industriellen Einsatz [zurück]
Die fortschreitende Entwicklung der Automatisierungstechnik in industriellen
Prozessen erfordert leistungsfähige und praxisgerechte Anaylsevefahren
und Algorithmen zu deren Regelung und Steuerung.
Eine analytische und experimentelle Modellbildung komplexer leittechnischer
Prozesse liefert in der Regel ein verkoppeltes, nichtlineares Mehrgrößensystem.
Gegenüber den bisher gängigen Entwurfsverfahren, Entkopplung
und Linearisierung um den Arbeitspunkt, würde eine geeignete Mehrgrößenregelung
unter Berücksichtigung der Verkopplung einen großen ökonomischen
Vorteil für den Anwender darstellen.
Hierfür sind bereits zahlreiche Lösungsansätze in der
Fachliteratur beschrieben, diese haben sich jedoch aufgrund ihrer mathematischen
Komplexität oder der geforderten genauen Streckenkenntnis bisher noch
nicht in der Praxis durchgesetzt. Gefordert ist daher ein für den
praktischen Einsatz geeignetes Verfahren aus den vorhandenen Lösungsansätzen
auszuwählen und so aufzubereiten, daß dessen Akzeptanz auch
im industriellen Alltag gewährleistet ist. Hierfür ist es insbesondere
notwendig, neben der geeigneten Wahl eines Regelalgorithmus auch dazu passende
Einstellhilfen anzubieten.
Automatisches Erkennungssystem für venöse Luftembolien [zurück]
Im Rahmen dieser Arbeit, die am Lehrstuhl für Regelungstechnik
und Signaltheorie der Universität Kaiserslautern in Zusammenarbeit
mit dem Westpfalz-Klinikum Kaiserslautern durchgeführt wird, ist ein
automatisches Erkennungssystem für venöse Luftembolien entwickelt
worden. Ziel ist es, ein für den klinischen Einsatz taugliches Stand-Alone-Gerät
auf Basis eines Digitalen Signalprozessors (kurz: DSP) zu entwickeln, das
den Anästhesisten bei der Operation unterstützt und entlastet.
Medizinischer Hintergrund
Eine Luftembolie entsteht durch das Eindringen von Luft in den Blutkreislauf.
Dies geschieht besonders häufig im Bereich der Neurochirurgie, wenn
Operationen in Oberkörperhochlage oder am Schädel vorgenommen
werden. Bei diesen Bedingungen liegt das Operationsgebiet über dem
Herzen, so daß es zwischen diesen beiden Stellen zu Druckunterschieden
von über 500 Pa kommen kann. Dies kann dazu führen, daß
Luft vom Operationsgebiet in das Venensystem gesaugt und zum Herzen transportiert
wird. Von dort kann die Luft in die Lunge oder in andere Körperteile
transportiert werden und zum teilweisen oder kompletten Funktionsausfall
der betroffenen Regionen führen.
Herkömmliche Überwachungsmethoden bestehen darin, daß
der Anästhesist bei der Operation die Herzgeräusche des Patienten
überwacht, beispielsweise indem er ein Ultraschalldoppler-Mikrofon
auf der Brust des Patienten über dem Herzen plaziert und die Strömungsgeräusche
an der Herzvene erfaßt. Liegt eine Luftembolie vor, so tritt das
sogenannte 'Mühlradgeräusch' auf, welches sich vom normalen Herzgeräusch
durch ein Kratzen und Rauschen unterscheidet.
Automatische Erkennung von Luftembolien
Da sich der Anästhesist während einer oft mehrstündigen
Operation ständig auf die Herztöne konzentrieren und dabei weitere
Aufgaben erfüllen muß, ist es wünschenswert, die Erkennung
von Luftembolien zu automatisieren. In Zusammenarbeit mit dem Westpfalz-Klinikum
Kaiserslautern wurden am Lehrstuhl für Regelungstechnik und Signaltheorie
der Universität Kaiserslautern im Rahmen von Diplomarbeiten Verfahren
zur automatischen Erkennung von Luftembolien untersucht. Als Grundlage
wurde die Kontrolle der Herzgeräusche mit einem über dem Herzen
des Patienten plaziertes Ultraschall-Doppler-Mikrofon gewählt. Geeignete
Verfahren der Signalverarbeitung wurden entwickelt, die die typischen Signalverläufe
bei Luftembolien erkennen. Diese wurden anhand von Testaufnahmen verifiziert.
Das Erkennungsverfahren wurde inzwischen auf eine entsprechende Signalverarbeitungs-Hardware
übertragen, die auf einem Digitalen Signalprozessor basiert. Dabei
wird ein Eintwicklungsplatz, der mit der finanzielle Unterstützung
von MNT aufgebaut wurde, mit großem Erfolg eingesetzt.
Optische Lageregelung [zurück]
Ein Einsatzgebiet der digitalen Bildverarbeitung ist die Positionserfassung
und Lageregelung. In einem Laboraufbau wird eine Kugel auf einer kippbaren
Plattform entlang einer graphisch vorgegebenen Bahn geführt. Die Positionserfassung
geschieht mit einer Kamera. Zur Stabilisierung der Strecke werden ein PD-Regler
bzw. ein GPC eingesetzt. Da das Abfahren der Kurve als zyklischer Prozeß
modellierbar ist, bieten sich iterativ lernende Regler (ILR) zur Optimierung
des Gesamtablaufes an, zumal hierbei die Totzeit der Strecke kompensiert
werden kann. Die Regelung der Kugelposition in x- und y-Richtung stellen
zwei entkoppelte Regelkreise dar, die aber logisch zusammenhängen.
Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, erfolgt eine Parametrisierung der
Kurve mittels Fourierdeskriptoren. Der ILR lernt dann die Parametrisierung
der Optimaltrajektorie im Frequenzbereich. Ein Nebeneffekt ist hierbei
die Möglichkeit zur Frequenzfilterung ohne zusätzlichen Aufwand.
Ermittlung der Kalzifizierung von Gallensteinen aus Ultraschallsignalen [zurück]
Bevor über die Anwendung einer Lysetherapie zur Behandlung eines
Gallensteinleidens entschieden werden kann, sind Kenntnisse über eine
mögliche Kalzifizierung des Gallensteines erforderlich. In den vergangenen
Jahren wurden hierzu verschiedene computergestützte Ansätze untersucht.
Zunächst wurde ein Ultraschallgerät um die Möglichkeit
zur Digitalisierung des HF-Echosignals erweitert. Die mittels Kurzzeit-DFT
hieraus berechnete ortsabhängige Gruppenlaufzeit wurde hinsichtlich
ihrer Eignung zur Identifizierung von Kalzifikationen untersucht. Da hierbei
jedoch kein Zusammenhang nachzuweisen war wurde als zweiter Ansatz die
Analyse des B-Bildes verfolgt. Grundlage waren visuelle Kriterien (Stärke
des Frontechos im Verhältnis zum Steininneren, Schärfe des Schallschattens)
die in der medizinischen Diagnostik derzeit zum Einsatz kommen. Da diese
Kriterien in der Literatur kontrovers diskutiert werden, wurde als primäres
Ziel eine Objektivierung dieser Kriterien zu erreichen. Nach der Umsetzung
dieser Parameter erbrachte die standardiserte Analyse einer Serie von etwa
100 Aufnahmen von 50 Steinen, sowohl in-vitro als auch in-vivo geschallt
keine Zusammenhang zwischen den genannten Kriterien und der Steinzusammensetzung.
Im Rahmen der in-vitro Untersuchungen konnte jedoch schließlich ein
unmittelbarer Zusammenhang zwischen den Kriterien und der Makrogeometrie
der Steine gezeigt werden.
Morphologische Bildverarbeitung [zurück]
Die Darstellung eines Bildes als nichtlineare Überlagerung von
Formen ist Grundlage der morphologischen Bildverarbeitung. Entsprechend
geschieht die Analyse auch mit nichtlinearen Filtern. Am Lehrstuhl wurde
auf Basis morphologischer Algorithmen ein System zur automatischen Erkennung
von Stanzzeichen entwickelt, das derzeit für den vollautomatischen
Betrieb erweitert wird. Eine weitere Applikation betrifft die Klassifizierung
von Gewebe anhand medizinischer Bildaufnahmen.
Gegenstand der Forschung sind Verfahren zur Parametrisierung von Granulometrien
(Größenverteilung von Strukturen in einem Bild), um daraus einen
Filterentwurf ableiten zu können. Dabei werden mit Hilfe von Grauwertübergangsmatrizen
lokale Eigenschaften des Bildes im Bezug zu globalen Parametern gesetzt.
Dadurch können kleine aber wichtige Strukturen auch dann deutlich
erkannt werden, wenn im gleichen Bild große Objekte vorhanden sind,
die bei einer klassischen Analyse das Ergebnis dominieren. Anwendungsgebiete
sind die Texturanalyse und ganz allgemein die Sichtprüfung.
Aktive Bildverarbeitung (DFG Projekt) [zurück]
Das Paradigma der aktiven Bildverarbeitung bedeutet die systematische
Rückkopplung von Information innerhalb eines Bildverarbeitungssystems
zur gezielten Beeinflussung von Teilstrukturen und deren Parametrisierung.
Hierdurch werden derartige Systeme robust gegenüber Störungen
einerseits und adaptiv in Bezug auf die Bildinhalte andererseits.
Der Schwerpunkt bei den Bildtransformationen auf Pixelebene liegt auf
der Darstellung mittels algebraischer Ausdrücke (image algebra), insbesondere
von morphologischen Verfahren. Zur Automatischen (Re-)Konfiguration des
Systems werden einerseits problemangepaßte Verfahren, wie die Verwendung
von Grauwertgranulometrien zum Entwurf von Textursegmentierungsalgorithmen,
als auch allgemeine Suchverfahren wie Evolutionäre Algorithmen und
Neuronale Netze untersucht.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Intensiven Nutzung der Möglichkeiten
zur Beeinflussung der Beleuchtung. Hierzu wurden zwei entsprechende Vorrichtungen
entwickelt und in das Bildverarbeitungssystem Khoros2.2 eingebunden. Als
Applikationen werden die Segmentierung von Prägeschriften als Beispiel
für makroskopische Objekte und, in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl
für Produktionstechnik, die Lokalisierung von Körnern auf Schleifscheiben
für hochharte Materialien betrachtet.
Die Steuerung des Systems basiert auf einer (regionenorientierten) idealisierten
Repräsentation der Szene/Aufgabe, die über ein graphisches Interface
eingegeben werden kann. Die Übersetzung in conceptual graphs ermöglicht
dann eine formalisierte Darstellung von Bildrepräsentation und Algorithmen,
die die Grundlage für eine Wiederverwertung bereits gefundener Lösungen,
sowie für nicht-numerische Konfigurationsverfahren bildet.
Nach der Entwicklung des Benutzerinterfaces, der regionenorientierten
Bildrepräsentation, des Interpreters zur Abwicklung der generierten
Algorithmen und der Basisstruktur des Systems ist die Übersetzung
in conceptual graphs und die Implementierung der Steuereinheiten Gegenstand
der aktuellen Arbeit.
Abgeschlossene Projekte [zurück]
4 Akademische Examensarbeiten Dr.-Ing. Romain Scheeck "Ein Beitrag zur robusten Regelung nichtlinearer Strecken nach dem Sliding
Mode Prinzip"
Mündliche Prüfung am 8. April 1997.
Dr.-Ing. Martin Pfeiffer "Granulometrien in der
Grauwertmorphologie"
Mündliche Prüfung am 14.07.1998.
4.2 Studien- und Diplomarbeiten
Studienarbeiten:
Diplomarbeiten:
5 Veröffentlichungen, Konferenzbeiträge und Vorträge Baqué, S.:
"Maßnahmen zur Verbesserung der Temperaturermittlung von extrudierten
Aluminiumprofilen unter industriellen Randbedingungen"
vorgetragen von S. Baqué auf dem XII.
Meßtechnischen Symposium des AHMT, 28. - 30.09.1998, Saarbrücken,
im Tagungsband S. 17 - 28.
Baqué, S.:
Workshop des GMA-Fachausschusses 1.6 "Entwurfsmethoden für wissensbasierte,
lernende und selbstorganisierende Systeme in der Automatisierungstechnik"
1996
Tagungsbericht in der at - Automatisierungstechnik 45 (1997) 3, Oldenbourg
Verlag, S. 147 - 148
Baqué, S.:
Grundlagen des Fuzzy-PI-Reglerentwurfes für die Verfahrenstechnik
VDI-Seminar "Automatisieren mit Fuzzy-Control", Kaiserslautern, 08.
- 09.10.97
Baqué, S.; Drechsel, D.:
Hybride und adaptive Fuzzy-Controller
VDI-Seminar "Automatisieren mit Fuzzy-Control", Kaiserslautern, 08.
- 09.10.97
Baqué, S.; Pandit, M.:
"Praktischer Einsatz iterativ lernender Regelungen"
Zeitschrift Automatisierungstechnische
Praxis (atp) 40 (1998) 11, Oldenbourg Verlag,
S. 43 - 49.
Baqué, S.; Pandit, M.:
"Implementation of Iterative Learning Process
Control"
vorgetragen von S. Baqué auf dem
Workshop on Iterative Learning Control (14. - 15. Dezember, 1998, Tampa,
Florida, USA), Proceedings: S. 107 - 113.
Baqué, S.; Pandit, M.:
"Controlling the Start Up of a DIDO Process
Plant"
vorgetragen von S. Baqué auf der
37. IEEE Conference on Decision and Control (16. - 18. Dezember, 1998,
Tampa, Florida, USA), Proceedings: S. 4676 - 4678.
Baqué, S.; Pandit, M.:
"Der industrielle Einsatz moderner Geräte und Verfahren für
die Temperaturmessung und -regelung in Aluminium-Strangpressen"
Symposium Strangpressen, Garmisch-Partenkirchen, 9. - 10.10.97
in den Vortragstexten des Symposiums, S. 161 - 175
Bergold, S.:
Reglersynthese für Mehrgrößensysteme auf Basis prädiktiver
Algorithmen
GMA-Fachausschuß 1.4, Interlaken, 20.09. - 01.10.97
Bergold, S.:
Nichtlineare Positionsregelung im Kraftfahrzeug am Beispiel einer Drosselklappe:
PID-Regler, Fuzzy-Control und prädiktiver Kennfeldregler im Vergleich
VDI-Seminar "Automatisieren mit Fuzzy-Control", Kaiserslautern, 08.
- 09.10.97
Bergold, S.; Ebersberger, H.:
"Eine kompakte Darstellung der Struktur modellprädiktiver Regelungsverfahren
für Mehrgrößenregler"
Automatisierungstechnik 46, S. 468 – 477, 1998
Bergold, S.; Pandit, M.; Pfeiffer, B. M.:
"Unified representation of predictive control algorithms for practical
applications"
UKACC International Conference on CONTROL 98, Conference Publication
No. 455 Vol. 1, pp. 787 - 792, 1998
Drechsel, D.; Vetter, F.; Soffel, M.; Pandit, M.:
Gravimetrisch kontinuierliche Dosierung kleiner Massenströme
Wägen und Dosieren, 1997, Heft 1, S. 12 - 20
Hillenbrand, S.:
"Hardware-in-the-loop"-Simulation pneumatischer Stellantriebe
NAMUR-Sitzung, Frankfurt, 11.06.97
Hillenbrand, S.:
Vorführung der Fuzzy-Regelung am Simulationsmodell
VDI-Seminar "Automatisieren mit Fuzzy-Control", Kaiserslautern, 08.
- 09.10.97
Hillenbrand, S.:
Vortrag "Industrieller Einsatz von Fuzzy-Control bei der Automatisierung
einer Fruchtsaft-Verdampferanlage"
VDI-Seminar "Automatisieren mit Fuzzy-Control", Kaiserslautern, 08.
- 09.10.97
Hillenbrand, S.; Hoffman, H.; Scheeck, R.; Pandit, M.:
"Simulationsmodelle pneumatischer Membranantriebe und ihr Einsatz für
den Reglerentwurf und die Untersuchung von Stellungsreglern"
atp – Automatisierungstechnische Praxis 40 (1998) 12, S. 33 – 42.
Hillenbrand, S.; Pandit, M.:
"Hardware-in-the-Loop-Simulation of Pneumatic Actuators"
Vortrag auf dem IFAC International Workshop on Motion Control, 21. –
23. September 1998 in Grenoble, Frankreich. Preprints pp. 33 – 38.
Kirschbaum, M.; Maute, K.; Pandit, M.; Virnich, M.:
Lageerfassung und Regelung in einer elektromagnetischen Stelleinrichtung
Erfindungsmeldung 03.12.1997
Kocherscheidt, C.; Racky, J.; Pandit, M.; Pfeiffer, M.; Albert, W.:
"Ultraschallbilder von Gallenblasenkonkrementen - eine computergestützte
Bildanalyse der Steincharakteristika"
2. Symposium Quantitative Sonographie in Klinik und Forschung, Halle
(Saale), 29 - 31.3.1998
Kocherscheidt, C.; Schmidt, U.; Albert, W.; Racky, J.; Pfeiffer M.;
Pandit, M.:
"Determination of Gallbladder Stone Composition with Ultrasound - In
Vino and in Vitro Studies"
Proc.: 23rd Conference on Acoustic Imaging, Boston 1997
Pandit, M.:
Die digitale Bildverarbeitung und die Automatisierungstechnik
Gasteditorial des Sonderhefts at - Automatisierungstechnik 45 (1997)
10, Oldenbourg Verlag, S. 451 - 452
Pandit, M.:
Die digitale Bildverarbeitung in der Automatisierungstechnik
Gasteditorial des Sonderhefts at - Automatisierungstechnik 45 (1997)
12, Oldenbourg Verlag, S. 565
Pandit, M.:
"Ultrasound Image Processing in Medical Diagnosis"
Keynote address in: National Conference on Biomedical Engineering, Manipal,
India, 9. – 11.04.1998
Pandit, M.:
"State-of-the-art of Pyrometers and Temperature Control Systems for
Extruders"
Workshop of the European Aluminium Association, 24. – 25.11.1998, Ijmuiden,
Holland
Pandit M.; Baqué, S.:
"Adaptive Feedback and Feedforward Control of an Extruder"
IFAC-Conference "Control of Industrial Systems", Belfort (France), 20.
- 22.05.97
Preprints Vol. 3, pp 141 - 145
Pandit, M.; Baqué, S.:
"Learning Control of Cyclic Production Processes"
IEEE Intern. Conference on Emerging Technologies and Factory Automation,
UCLA, Los Angeles (USA), 09. - 12.09.97
Proceedings: pp 64 - 70
Pandit M.; Baqué, S.:
"Temperature Measurement and Control of Aluminium Extruders"
presented at the 3rd World Congress on Aluminium (Aluminium 2000), Limassol
(Cyprus), 15. - 19.04.97
Pandit, M.; Baqué, S.; Spieß, A.:
"Performance of Temperature Measurement and Control Systems in Industrial
Aluminium Extruders"
Teil I, ALUMINIUM (1997) 11, S. 802/805
Pandit, M.; Baqué, S.; Spieß, A.:
"Temperature Measurement and Control Systems in Industrial Aluminium
Extruders"
Intern. Conference on Recent Advances in Metallurgical Processes, Indian
Institute of Science, Bangalore, 16. - 19.07.97
Proceedings: pp. 274 - 276
Pandit, M.; Baqué, S.; Spieß, A.:
"Performance of Temperature Measurement and Control
Systems in Industrial Aluminium Extruders"
Teil I, ALUMINIUM (1997) 11, S. 802 - 805
, Teil II, ALUMINIUM, Heft 1/2 (1998), S.
54 - 57.
Pandit, M.; Buchheit, K.:
Temperature Control in Extruders
United States Patent 5,614,137, 25.03.97
Pandit M.; Buchheit, K.:
Temperaturregelung einer Strangpresse
Europäische Patentschrift EP 0 615 795 B1, 26.03.97
Pandit, M.; Pfeiffer, M.:
"Digitale Bildverarbeitung in der Automatisierungstechnik"
atp - Automatisierungstechnische Praxis 39 (1997) 4, S. 12 - 21
Pfeiffer, B. M.; Kirchberg, K. H.; Bergold, S.:
"Matlab als offene Systemplattform für "Advanced Control"
im Siemens Prozeßleitsystem PCS7", VDI – Bericht 1397, S. 95 –
102, 1998
Pfeiffer, B.-M.; Kirchberg, K.-H.; Bergold, S.:
Matlab als offene Systemplattform für "Advanced Control" in Siemens
Automatisierungssystemen
Matlab-Konferenz, Congresscentrum Stuttgart, 23. - 24.10.97
Pfeiffer, M.:
"Anwendung von Methoden der digitalen Bildverarbeitung in der Automatisierung"
Vortrag beim 21. Regelungstechnischen Kolloquium, Boppard, 19. - 21.02.97
Pfeiffer, M.:
"Granulometrien in der Grauwertmorphologie"
Vortrag bei der Fachtagung der ITG-Fachgruppe "Algorithmen in der Signalverarbeitung",
Kaiserslautern, 28.02.97
Pfeiffer, M.:
"Grundlagen der morphologischen Bildverarbeitung und ihre Anwendung"
at - Automatisierungstechnik 45 (1997) 12, Oldenbourg Verlag, S. 605
- 611
Prakash, B.; K. N.; Pandit, M.; Ranjan, U. S.:
"Wavelet Based Systole Detection from Ultra Sound Doppler"
National Conference on Biomedical Engineering, Manipal, India, 9. –
11.04.1998
Racky, J.:
"Realisierung eines Aktiven Bildverarbeitungssystems"
Berichtskolloquium des DFG-Schwerpunktprogramms Automaische Sichtprüfung
technischer Objekte, Bremen, 16./17.2.1998
Racky, J.:
Posterpräsentation des Schwerpunktes MNT – Medizin, Naturwissenschaft
und Technik
Universität Kaiserslautern, 21.11.98
Racky, J.:
Tutorium und Praktikum beim V. Technologieforum "Digitale Bildverarbeitung
in der Automatisierung", Kaiserslautern, 04./05.06.98
Racky, J.:
Vorlesung beim Fernstudium "Medizinische Physik und Technik" und Praktikum
in der Präsenzphase, Kaiserslautern, 27./28.03. und 17./18.04.1998
Racky, J.:
Vision '97: Internationale Fachmesse für industrielle Bildverarbeitung
und Identifikationstechnologien - Ein Überblick
at - Automatisierungstechnik, 2. Sonderheft Bildverarbeitung, Oldenbourg
Verlag, 12/97
Schlag, R.; Siegmund, B.; Pfeiffer, M.; Pandit, M.; Korell, U.:
"Automatic Detection of Venous Air Embolism Employing Signal Processing
Methods"
ICASSP 1998, Seattle
Schulz, J. (Universität Karlsruhe); Hillenbrand, S.:
"Determining the Structure of Nonlinear Models"
European Control Conference, Brüssel 1997
Uthoff, J.:
"Neuronale Regler"
Klausurtagung des Graduiertenkollegs Technomathematik, Borkum, 12.04.97
Uthoff, J.:
"Regelbasierte Interpolation"
Zentrales Kollegseminar des Graduiertenkollegs Technomathematik, Kaiserslautern
17.07.97
Uthoff, J.:
"Neuro-Fuzzy"
VDI-Seminar "Automatisieren mit Fuzzy-Control", Kaiserslautern, 09.10.97
Uthoff, J.:
"Reinforcement Learning"
Zentrales Seminar des Graduiertenkollegs Technomathematik, Kaiserslautern,
15.1.1998
Uthoff, J.:
"Optimale Stützpunktverteilung für RIP-Regler"
8. Workshop Fuzzy Control der GMA, Dortmund, 6.11.1998
Technische Mitteilungen
In Bearbeitung befindliche Projekte [zurück]
| 1. | Bergold/Buchholz | Stand des Projektes: "Entwicklung von Werkzeugen
zum Entwurf von Mehrgrößenreglern für den industriellen
Einsatz" im Dezember 1996
|
(2)
|
| 2. | Feick | Simulation der Lenkkräfte im Demonstrator
|
(3)
|
| 3. | Pandit/Pfeiffer | Digitale Bildverarbeitung in der Automatisierungstechnik
|
(3)
|
| 4. | Feick | Regelungskonzepte zur Realisierung des 'Steer
by Wire'-Systems anläßlich des Reviews 97
|
(4)
|
| 5. | Pandit/Baqué/Spieß | Performance of Temperature Measurement and Control
Systems in Industrieal Aluminium Extruders
|
(4)
|
| 6. | Pfeiffer | Grauwertübergangsmatrizen zur Parametrisierung
von Granulometrien
|
(10)
|
| 7. | Feick | Systembeschreibung und Randbedingungen für
die Realisierung der fehlertoleranten sbw-Regelung
|
(5)
|
| 8. | Bergold | Übersicht über Mehrgrößenalgorithmen,
Teil 1
|
(3)
|
| 9. | Pfeiffer/Büdenbender | Ausstatten der Mikrocontrollereinheit des Labroversuchs
"Optische Lageregelung" in einem EPROM bzw. EEPROM
|
(11)
|
| 10. | Hillenbrand | Versuchsaufbau zur Simulation pneumatischer
Stellantriebe
|
(2)
|
| 11. | Racky | DFG-Projekt "Sichtprüfung mit aktiver Bildverarbeitung"
|
(1)
|
| 12. | Schumpelt | Bericht zum Workshop vom 12.05.-14.05.97 bei
der Firma Samson (DA Schumpelt)
|
(1)
|
| 13. | Schumpelt | Meßreihen zur Diplomarbeit "Digitale Regelung
von pneumatischen Stellantrieben"
|
(2)
|
| 14. | Racky | Grundbegriffe der Algebra
|
(2)
|
| 15. | Uthoff/Rudnick | Funktionsapproximation mit selbstorganisierenden
Karten
|
(3)
|
| 16. | Pfeiffer | Morphologische Bildverarbeitung in der Automatisierungstechnik
|
(12)
|
| 17. | Pfeiffer | Grauwertübergangsmartrizen zur Parametrisierung
von Granulometrien
|
(13)
|
| 18. | Bergold | Portierung eines Mehrgrößenreglers
auf das Prozeßleitsystem Teleperm M
|
(4)
|
| 19. | Baqué | Learning Control of Cyclic Production Processes
|
(4)
|
| 20. | Deis/Baqué | Struktur und Programmierung der MOMAS-Software
(incl. Realtime-Programme)
|
(5)
|
| 21. | Ayasse | Streckensimulator, Software zur Simulation von
Regelstrecken für die Entwicklung und Präsentation digitaler
Kompaktregler
|
(1)
|
| 22. | Feick | Erkenntnisse aus der Erprobung verschiedener
sbw-Regelungskonzepte in der Praxis
|
(6)
|
| 23. | Feick | Beschreibung des Experimentierumfelds für
die Realisierung eines fehlertoleranten Lenkradmoduls
|
(7)
|
| 24. | Feick | Zusammenstellung von Verfahren zur Fehlerdiagnose
von automatisierungstechnischen Systemen aus der Literatur
|
(8)
|
| 25. | Uthoff | Überblick über künstliche neuronale
Netze
|
(4)
|
| 26. | Feick | Konzepte zur fehlertoleranten Regelung von Aktoren
|
(9)
|
| 27. | Baqué | Set-Up of a DIDO (Dual-Input Dual-Output) Process
Plant
|
(6)
|
| 28. | Uthoff | Reinforcement Learning
|
(5)
|
| 29. | Bergold | Unified Representation of Predictive Control
Algorithms for Practical Applications
|
(5)
|
| 30. | Bergold | Eine einheitliche Basis zum Entwurf prädiktiver
Mehrgrößenregler
|
(6)
|
| 31. | Pandit/Prakash/Ranjan
|
Wavelet-based systole detection from ultrasound
doppler
|
(5)
|
| 32. | Hillenbrand | Hardware-in-the-Loop-Simulation of Pneumatic
Actuators
|
(3)
|
| 33. | Baqué | Geschwindigkeitsregelung mit PAHYDRA
|
(7)
|
| 34. | Hillenbrand | SIPS-"Hardware-in-the-loop"-Simuation pneumatischer
Stellantriebe – Bedienungsanleitung
|
(4)
|
| 35. | Hillenbrand | Simulationsmodelle pneumatischer Membranantriebe
und ihr Einsatz für den Reglerentwurf und die Untersuchung von Stellungsreglern
|
(5)
|
| 36. | Baqué | Maßnahmen zur Verbesserung der Temperaturermittlung
von extrudierten Aluminiumprofilen unter industriellen Randbedingungen
|
(8)
|
| 37. | Bergold | Eine kompakte Darstellung der Struktur modell-prädiktiver
Regelungsverfahren für Mehrgrößensysteme
|
(7)
|
| 38. | Pandit | Optimizing Iterative Learning Control of Cyclic
Production Processes with Application to Extruders
|
(6)
|
| 39. | Hillenbrand | Bericht über die Untersuchung von SAMSON-Stellungsreglern
|
(6)
|
| 40. | Feick | Fehlertolerante Regelung von Aktoren in einem
sbw-System am Beispiel der Realisierung eines fehlertoleranten Handkraftaktors
|
(10)
|
| 41. | Baqué | Implementation of Iterative Learning Process
Control
|
(9)
|
6 Mitarbeit in Gremien
[zurück zum Inhalt]7 Weitere Ereignisse
[zurück zum Inhalt]30. April 1997: Annahme des vom Lehrstuhl mitinitiierten EU-Projekts "Development and Implementation of Optimizing Iterative Learning Control
of Extruders" von der EU-Kom-mission für den Eintritt in die Definitionsphase.
30. Mai 1997: Übergabe des Prüfstandes für die
Automatisierung hydraulischer Anlagen (PAHYDRA) seitens der Firmen Mannesmann
Rexroth, Lohr und Mannesmann Demag AG Hüttentechnik, Mönchengladbach.
Juli 1997: Initiierung (gemeinsam mit AG Technomathematik) des
Austauschprogramms des DAAD für Studenten- und Wissenschaftleraustausch
mit dem Divisision of Electrical Sciences and Dept. of Instrumentation
des Indian Institute of Science, Bangalore. Laufzeit des Programms: 1997 - 2001.
9. Mai 1998: Tag der Elektrotechnik. Exponat "Optische Lageregelung
einer Kugel mit einem Bildverarbeitungssystem".
Mai - Oktober 1998: Kooperationsprojekt mit dem "Forschungszentrum Strangpressen (FZS)" der TU Berlin und dem "Förderverein Strangpressen" zur Anbindung des "Mobilen Meß- und Automatisierungssystems für Strangpressen (MOMAS)" an eine reale Strangpreßanlage.
20. Oktober 1998: Erfolgreiche Inbetriebsetzung des Temperaturregelsystems.
Bewilligung der Fortsetzung des DFG-Projekts »Sichtprüfung
mit aktiver Bildverabeitung« für das 3. Jahr durch die DFG
Initiative Industrielle Bildverarbeitung
8. Oktober 1998: Naturwissenschaft und Technik für Schülerinnen.
8. und 16. Dezember 1998: Bildverarbeitung für Schülergruppen
Kaiserslauterer Schulen.
Industrieseminare
IV. Technologieforum "Digitale Bildverarbeitung in der Automatisierung", 22./23.05.97
"Automatisieren mit Fuzzy Control" (mit Lehrstuhl für Automatisierungstechnik und Lehrstuhl für Produktionsautomatisierung) Kaiserslautern, 08./09.10.97, VDI Bildungswerk
V. Technologieforum "Digitale Bildverarbeitung in der Automatisierung",
04./05.06.98
Messen, Ausstellungen
Exponat "Parametrische ILR zur Trajektorienverfolgung (PIT)" auf dem Gemeinschaftsstand des Landes Rheinland-Pfalz auf der Hannover-Messe 1997 (14.-19. April).
Die Regelung der Bewegung einer Kugel, die längs einer auf einer beweglich gelagerten Plattform graphisch vorgegebene Trajektorie abrollt, wird demonstriert. Die Kugellage wird optisch erfaßt, die Beeinflussung der Lage der Kugel geschieht durch Kippen der Plattform. Ein Iterativ Lernender Regler lernt die Trajektorie sukzessive ein, d. h. das Regelverhalten verbessert sich von Durchgang zu Durchgang. Eventuell vorhandene systematische Störungen werden ausgeregelt.
Entwicklung, Aufbau der Hardware and Software sowie Organisation
der Messebeteiligung: Dipl.-Ing. Martin Pfeiffer. Betreuung des Messestandes:
Dipl.-Ing. Stefan Hillenbrand, Dipl.-Ing. Martin Pfeiffer, cand.-Ing. Martin
Büdenbender und cand.-Ing. Heiko Hengen.
Exponat "Lernende Bahnregelung einer Kugel auf einer Plattform" auf
der Messe Regiotec, Burgherrenhalle Kaiserslautern-Hohenecken, 04.12.97
auf dem Gemeinschaftsstand des Zentrums für Lernende Systeme und Anwendungen
(LSA) der Universität Kaiserslautern.
Die beiden Exponate "Ankopplung von Matlab/Simulink an das Siemens Prozeßleitsystem PCS7" und "Entkopplungsregler für PCS7" wurden auf dem Stand der Siemens AG im Rahmen des GMA - Kongresses 98 vom 18. – 19.06.1998 vorgestellt.
Die Exponate zeigen zum einen den vom Lehrstuhl und der Siemens AG,
A&D GT5 entwickelte Entkopplungsregler für PCS7. Der Regler ist
in der Lage, Mehrgrößenstrecken unter Berücksichtigung
deren Verkopplung zu regeln. Zu dem Regler gehört ein Tool zur Inbetriebnahme,
was aus gemessenen Sprungantworten Parameter für den Regler berechnet.
Daneben wurde auch die Anbindung des CAE-Werkzeuges Matlab/Simulink an
das Siemens Prozeßleitsystem Teleperm M und PCS7 vorgestellt. Durch
diese Plattform können jetzt eine Vielzahl von komplexen mathematischen
Algorithmen in sehr kurzer Zeit direkt an einem realen Prozeß implementiert
werden.
Exponat "'Hardware-in-the-loop'-Simulation pneumatischer Stellantriebe (SIPS)" auf dem Gemeinschaftsstand des Landes Rheinland-Pfalz auf der Hannover Messe Industrie 1998 (20. – 25. April).
Das Regelverhalten der an pneumatische Stellantriebe angebauten Positionsregler
wird maßgeblich durch die Reibung einer Stopfbuchse beeinflußt.
Da diese sich im Laufe der Zeit z. B. durch Verschleiß verändert,
ist die Vergleichbarkeit nacheinander durchgeführter Messungen nicht
gewährleistet. Bei SIPS wird der Regler pneumatisch mit einem Stellantrieb
(ohne Stopfbuchse) verbunden; die Reibung wird jedoch auf einem PC simuliert
und ist damit parametrierbar und reproduzierbar. Das auf der Messe vorgestellte
Simulationssystem SIPS kann bei der Entwicklung und zu vergleichenden Untersuchungen
von Stellungsreglern eingesetzt werden.
Entwicklung, Aufbau der Hardware und Software sowie Organisation
der Messebeteiligung: Dipl.-Ing. Stefan Hillenbrand. Betreuung des
Messestandes: Dipl.-Ing. Stefan Hillenbrand, Dipl.-Ing. Stefan Bergold,
cand.-Ing. Markus Donges, cand.-Ing. Yang Lu und cand.-Ing (Universität
GH Paderborn) Ulrich Schulz.