产业合作联系

弗兰克 - 约瑟夫.赫塞尔

高级工程师

电话：+49 241 80 2***

电子邮件：F.Hesseler**[ta]**.rwth-aachen.de

我们认为自己是理论与自动控制领域应用多方面的调解者。

我们的重点是应用于以下领域

机械工业

汽车工业

过程工程

能源技术

医学工程

我们提供广泛的可能性来协作。频谱由以下范围组成：短期咨询

不同种类的应用研究

长期研发计划。

我们的专长

使用MATLAB开发控制和自动化解决方案

使用Dymola,Comsol,面向对象建模的动态系统建模与仿真

快速控制原型 - RCP

开发原型

伽利略GNSS应用的开发和测试

汽车集团联系

托比亚斯 嘎

汽车集团经理

电话：+49 241 80 2***

T.Quack**[ta]**.rwth-aachen.de

汽车集团处理与道路交通相关的轮廓问题。在这种情况下,考虑到个别车辆部件的控制和不同道路使用者的相互作用。

网络移动性

谈论可持续发展问题时,存在四个主要挑战：道路交通安全

交通效率

能源效率

城市生活品质。

道路使用者和基础设施的互联是所有这些挑战的核心要素。对于未来的移动应用,高效的信息和通信技术至关重要。

图片网络移动性 IRT

自动控制研究所的主要研究重点是车辆,行人基础设施和其他道路使用者和物体之间新的通信技术的应用。重点在于合作本地化和环境感知以及合作驾驶员辅助系统。

车辆动力学控制

先进的驾驶员辅助系统支持驾驶员驾驶他的任务,并可以进行部分自主驾驶操作。这些系统可以显着提高道路安全。此外,它们可以增加行驶舒适度并降低燃料消耗。高级驾驶员辅助系统的范围从诸如碰撞警告的信息系统到具有诸如碰撞避免系统或自适应巡航控制系统的主动干预的系统。

自动控制研究所的重点是基于模型的车辆侧向和纵向动力学控制以及传感器融合算法对相关信息的处理。使用全球导航卫星系统（如伽利略）的系统方法特别感兴趣。

视频车辆动态控制 - 车辆自主逃避

先进的驾驶员辅助系统支持驾驶员驾驶他的任务,并可以进行部分自主驾驶操作。这些系统可以显着提高道路安全。此外,它们可以增加行驶舒适度并降低燃料消耗。高级驾驶员辅助系统的范围从诸如碰撞警告的信息系统到具有诸如碰撞避免系统或自适应巡航控制系统的主动干预的系统。

自动控制研究所的重点是基于模型的车辆侧向和纵向动力学控制以及传感器融合算法对相关信息的处理。使用全球导航卫星系统（如伽利略）的系统方法特别感兴趣。

自主,高度自动驾驶

越野车 IRT

多数道路交通事故的原因是人为错误。因此,如果驾驶员在任务中得到支持,或者甚至完全摆脱了这种情况,路面安全性就会显着增加。驾驶员可以在驾驶过程中集中精力处理其他任务。

自动控制研究所研究自主驾驶和高度自动驾驶。自动化水平从个别驾驶员辅助系统到达车辆纵向和侧向动力学的完全组合控制。研究重点在于通过传感器融合,车辆动力学控制,不同自主车辆的协作和机动规划的自我车辆和潜在障碍物的本地化和定位。

混合动力汽车的能源管理策略

自动控制研究所开展了混合动力和插电式混合动力电动汽车燃料节能与电力可持续优化能源管理战略研究。除了为先前给定的驾驶循环设计的控制算法之外,研究的重点在于开发针对现实世界驾驶循环的控制策略,同时对于迎面而来的驾驶行为的不确定性也是稳健的或个人驾驶行为。强大的随机模型预测控制特别关注混合动力系的前述行为。此外,研究还辅以驾驶员模型的开发,轮廓预测单元,用于估计未来驾驶员对交通基础设施和流量的需求。最后,开发了用于估计电池充电状态的最优估计器。控制概念在并行混合动力电动汽车的环路模拟器中的硬件的范围内进行评估。

燃烧组联系

洛伦茨.皮塔

燃烧集团经理

电话：+49 241 80 2***

L.Pyta**[ta]**.rwth-aachen.de

能源集团联系

托马斯.康拉德

能源集团经理

电话：+49 241 80 2***

T.Konrad**[ta]**.rwth-aachen.de

欧洲能源系统中可再生能源的增加引发了许多新的技术和经济挑战。许多这些挑战,例如依赖电力供应和能源成本与自动化和控制主题密切相关。研究团队Energy在现场发电和能源存储领域开发控制相关问题的解决方案。这包括自动控制可再生能源和创新的化石燃料发电厂,以及优化和控制能源存储系统及其在能源系统中的运行。

重点：风能

我们研究小组的一个重点是风能。因此,单一风力涡轮机和风力发电场的自动控制得到了解决,并且开发和实施了允许风力发电机全尺寸系统测试台的多物理硬件在环系统。

风能是一个跨学科的话题,只有与各领域合作伙伴密切合作才能得到充分的解决。因此,自动控制研究所是风力发电中心的七个创始机构之一,简称CWD。在这个中心,我们合作研究风能领域的研究课题。

风力发电机 RWTH

一般来说,风力发电机组的控制主要有两个：生产电力的最大化和

最小化机械和电气应力。

控制理论的角度来看,系统“风力发电机”可以具有以下特点：风力涡轮机是非线性

多输入多输出系统。输入是转子叶片的发电机扭矩和俯仰角,而输出取决于手头的控制问题。从精力充沛的角度来看,最重要的输出是发电机电流和功率。在更为详细的层面上,机械负载和应力是由于对可靠性的高要求而引起越来越多关注的输出。

该系统主要受干扰不大的影响,例如改变风速。因此,控制任务可以解释为干扰抑制控制。因此,入射风的低功率,高频部分对功率输出和机械应力的影响将被拒绝。同时,低频量提供了要收获的能量。

开发风力发电机的新控制理念,并与工业和学术合作伙伴密切合作,准确地进行真实应用的测试。为了实现这一目标,以下方法是主要关注的：开发自适应模型预测控制器,以减少转子叶片,塔架和传动系统的负载。

风力预报在反馈和前馈控制中的应用。

观测器设计和验证风特性和涡轮状态的估计。

开发低阶实时白箱涡轮机型号。

使用良好的高保真仿真工具（如FAST,Bladed,Simpack或alaska）的Co-Simulations验证创新的控制概念在工业控制器硬件上实现和实现。

机舱试验台 CWD RWTH

4MW多MW风力发电机的硬件在环系统测试台

重点领域的另一个主题是Wind Energy是多物理硬件在环系统及其在全尺寸机舱测试台中的应用,用于测试多MW风力发电机。CWC亚琛试验台如图所示。

为了控制工程的目的,这种硬件在环系统提供以下任务：补偿由试验台不可避免地引起的动力,以提高载荷应用的准确性。

保证硬件在环系统的稳定性,同时存在通信相关的延时。

仿真失去的元件,如转子惯性,以便在测试台上重现真实风力发电机的系统动力学。

焦点：储能运行

未来的电力供应波动将越来越多地被并网存储系统所补偿。其技术和经济成功的关键因素是考虑技术和经济方面（如价格变动性）的智能控制策略。研究组能源开发存储系统最佳操作的控制策略。

StorageSystem IRT

能源储存在各种环境中运行：工业过程中,可再生能源发电厂或关键电网点。在任何情况下,储能操作必须应付以下两个任务：技术任务：补偿能源缺口

经济任务：尽量减少运营成本

再次,这些系统可以从控制的角度来表征如下：存储的能源常常与电力,热量和流动性相关联的不同耗能部门。因此,系统是多输出系统。

根据存储技术,系统是非线性或分布式的。电解储存系统例如是高度非线性的,而热存储系统最好被描述为基于偏微分方程的分布式系统。

该系统主要受随机数量的影响,如未来价格数据,馈电功率,消耗功率。控制策略需要处理这些属性。

考虑系统的纯技术是不够的; 它需要伴随着经济方面。

SpecCosts IRT

与存储技术和大型能源系统领域的专家密切合作,研究小组能源公司设计满足上述要求的控制算法。这些调查是基于能源研究的结果,如德国联邦政府的“Energiekonzept 2050”。我们的研究重点是

设计连接经济技术方面的控制理念。由于时间常数差异很大,通常使用多级控制概念。

开发存储和能源系统的白盒模型,系统化的订单减少等用于实时应用。

实现自适应模型预测控制,利用混合整数和非线性优化方案实现最佳存储操作。

利用时间和精度有限的价格和功率预测来调查这些控制方案是否能够运行大规模能源系统研究提出的能源储存。

我们一直在寻找有兴趣的学生,他们希望在他们的项目,学士学位或硕士论文的上述领域工作,或正在寻找学生工作。非常欢迎您向我们发送您的申请。

伽利略集团联系

勒内.茨韦盖尔

伽利略集团经理

电话：+49 241 80 2***

R.Zweigel**[ta]**.rwth-aachen.de

自主系统是全球流动性未来的一个关键问题。随着最新的辅助系统,传感器技术和环境识别的创新以及日常生活中持续的数字网络,自主演化系统的愿景似乎是可行的。

勒内.茨韦盖尔

伽利略集团经理

电话：+49 241 80 2***

全球导航卫星系统

这些发展的很大一部分导致了全球导航卫星系统（缩写为GNSS）的日益增加,伴随着援助系统和主动安全系统迅速传播到日常工作中。在完全自主行动的系统上,确定了不同级别的自动化：辅助,部分自动化,高度自动化,全自动化和无人驾驶。

这些水平在人力控制干预和控制功能以及系统自动干预和安全功能的数量上有所不同。随着自动化水平的提高,人际交往减少,系统干预增加。所有级别都有高精度定位数据的共同要求。系统执行的安全功能越多,处理后的数据的可用性和完整性信息的重要性越高。

伽利略集团正在开发利用卫星导航自主驾驶系统的基础。除了GPS,欧洲导航系统伽利略也被明确使用。总体重点在于通过传感器融合和外部数据的集成来提高定位精度,这需要可靠且高可用性的数据源。自主驾驶方式的另一个方面是车辆彼此之间的联网以及相互交流信息。只有通过所有道路使用者的网络,长远来看才能实现自主,安全的交通。此外,数据的评估和完整性在这些应用在安全关键领域（例如在具有混合流量的开放环境中）起着关键作用。所以,伽利略组的方法：基于GNSS的本地化和导航

联网控制系统

传感器融合

测试和开发环境由联邦经济和能源部支持 BMWI

到2020年,欧洲卫星系统伽利略将不会完全可用。然而,伽利略系统的优势今天可以使用,相关应用可以开发和验证。因此,亚琛亚特兰大学可以访问两个所谓的伽利略测试和开发环境,也称为GATE,这些环境允许今天已经同时使用GPS和伽利略信号。在这些开发环境中,使用伪卫星站模拟伽利略信号：automotiveGate ATC有限公司

automotiveGATE 用于汽车应用位于阿尔登霍芬,是阿尔登霍芬测试中心,ATC的一部分。

railGate tim-online NRW

railGATE 铁路应用位于西门子测试和验证中心,PCW,Wegberg-Wildenrath地区。

多玩家和Buggies

布吉和直升机 IRT

伽利略集团使用一系列不同的测试车辆作为研究平台。与汽车类似的多用途车和试车,所谓的小车,是这个范围的一部分。对于这些车辆,开发了方法来实现自主,安全的飞行,分别联网,自主驾驶。研究平台用于以下应用：直升机装有：自动相机多机

自动检查大型,难以访问的物体

四驱车：自主驾驶,联动车辆

联网系统内的本地化

工业集团联系

塞巴斯蒂安.斯特姆勒

行业集团经理

电话：+49 241 80 2***

S.Stemmler**[ta]**.rwth-aachen.de

工业集团正在研究工业系统自动化的各个主题,以提高这些系统的性能和有效性。主要重点是建模和控制,特别是将工业应用的理论控制方法应用于目标。

由于各种题目的不同挑战的结果：大多数技术系统是复杂的,非线性的,或者在某些情况下系统是分布式参数系统。

这些系统只能借助于多学科方法进行建模,例如借助于流体力学,电力学。由于模型的复杂性,需要使用简化模型来描述系统行为的模型简化,以便为控制器明确应用模型。

某些系统是周期性的,从而产生循环影响。

相关的过程值通常是不可测量的,因为合适的传感器不可用或太贵。

控制任务必须明确考虑到技术限制或过程限制。

应该控制更高和有时冲突的目标,例如质量,处理时间,能源消耗,以提高工业系统的自动化水平。

注塑成型 IKV / IRT

为了面对这些挑战,集团行业与行业和研究领域的跨学科合作伙伴合作,研究了超越普通解决方案的控制解决方案。其中包括：基于模型的复杂系统优化方法。

基于实时模型的预测控制,迭代学习控制和自适应控制的应用。

基于模型的预测控制器和周期性系统的迭代学习控制器的组合。

用于识别子系统和过程的识别方法,例如使用神经网络或支持向量机。

分布式参数系统的控制器设计。

开发减少白盒和灰盒模型。

开发虚拟传感器,以估计不可测量的过程值。

快速控制原型设计和实施工业控制系统的控制策略。

目前正在研究以下问题：制造和生产系统的过程控制

生产系统建立过程自动化

控制气候设备和加工厂

机电离岸系统的控制

空气流动主动减阻

主动控制建筑结构