DAK - Dresdner Automatisierungstechnische Kolloquien

Tradition im Wandel der Zeit

Getragen vom Fraunhofer IVI sowie Instituten der Elektrotechnischen Fakultät der TU Dresden hat sich das Dresdner Automatisierungstechnische Kolloquium mit seiner mehr als 20-jährigen Tradition als eine anspruchsvolle Veranstaltungsreihe etabliert.

Das Spektrum der angebotenen ingenieurwissenschaftlichen Themen ist weit und reicht von grundlagenorientierter Regelungs- und Systemtheorie über automatisierungstechnische Praxis, Mechatronik, Sensorentwicklung, Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik bis hin zu interessanten anwendungsorientierten Vorträgen.

Vorträge renommierter Fachkollegen bilden den Mittelpunkt der regelmäßigen Veranstaltungen. Dazu kommen Beiträge aus den beteiligten Instituten. Die Bedeutung des DAKs, eine fachspezifische Kommunikationsplattform für Universitätsinstitute, Hoch- und Fachschulen, außeruniversitäre Forschungsinstitute, Ingenieur- und Industrieunternehmen der Region zu bilden, wird damit gestärkt.

Programm

285. Kolloquium

Montag, 15. Mai 2017


Dipl.-Ing. Richard Schroedter,
Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS

Regelung nicht-resonanter Mikrospiegel mit elektrostatischem Kammantrieb

 

Kurzfassung

Mikrospiegel eignen sich zur ein- oder zweidimensionalen Ablenkung von Laserstrahlen in miniaturisierten optischen Scansystemen. Bereits heute werden sie in zahlreichen Anwendungen wie medizinischen Endoskopen, zur Spektralanalyse in Quantenkaskadenlasern, als »Light detection and ranging«-Sensoren in autonomen Fahrzeugen, oder auch für »Head-Mounted«-Displays in »Augmented Reality«-Brillen eingesetzt. Die mikromechanischen Scanner, auch als mikro-opto-elektro-mechanische Systeme (MOEMS) bezeichnet, haben gegenüber motorbetriebener Galvanometerscanner den Vorteil einer kleinen Baugröße, eines geringen Gewichtes und minimalem Stromverbrauch trotz großer Auslenkungen und hoher Scangeschwindigkeit.

Die am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme entwickelten elektrostatischen Mikroscannerspiegel werden in CMOS-kompatiblen Fertigungsprozessen der Halbleitertechnologie aus einkristallinen Siliziumsubstraten hergestellt und haben daher eine besonders hohe Dauerbelastbarkeit und Reproduzierbarkeit in der Bewegung. In einer neuartigen Technologie lassen sich mit vertikal verschobenen Kammantrieben sowohl resonante als auch nicht-resonante, quasi-statische Scanbewegungen realisieren.

Für die präzise Verfolgung von hochdynamischen Trajektorien ist jedoch das schwach gedämpfte Mikrospiegelsystem aktiv zu steuern bzw. zu regeln. Hierfür werden verschiedene lineare und nichtlineare Lösungsansätze von Steuerungs- und Regelungsalgorithmen diskutiert. Basierend auf Finite-Elemente-Simulationen und experimentellen Messungen wird ein nichtlineares physikalisches Modell hergeleitet und charakterisiert. Ein optimierter Trajektorienentwurf mit Ruckbegrenzung ermöglicht die Reduzierung der resonanten Oszillationen. Außerdem wird beim Regelungsentwurf die exakte Linearisierbarkeit des differentiell flachen Systems ausgenutzt. Die Verifizierung der vorgestellten Verfahren erfolgt in einer Matlab/Simulink-Simulation und einem dSPACE-Echtzeitsystem an realen Mikrospiegeln.

 

 

286. Kolloquium

Montag, 3. Juli 2017

Dipl.-Ing. Gunter Nitzsche,
Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI

Nichtlineare Lenkregelung für Sattelzüge

 

Kurzfassung

Mit der vorhersehbaren Zunahme der Verkehrsdichte, insbesondere auch im Bereich des Gütertransports auf der Straße, ist es wichtig, die Manövrierfähigkeit und Sicherheit von Sattelzügen weiter zu erhöhen. Diese sind die am meisten genutzte Fahrzeugkombination für den straßengebundenen Güterverkehr in Europa.

Es wird eine nichtlineare Regelung vorgestellt, die sowohl die Manövrierfähigkeit als auch die Stabilität von Sattelzügen verbessern kann. Sie besteht aus einer Kombination von exakter Eingangs-Ausgangs-Linearisierung und einem überlagerten Sliding-Mode-Regler zweiter Ordnung. Ersterer dient dazu, wesentliche Nichtlinearitäten des Fahrzeugs zu kompensieren. Letzterer erhöht die Robustheit gegenüber Störeinflüssen und Modellierungsungenauigkeiten.

Den Schwerpunkt des Vortrags bilden die kinematischen und kinetischen Fahrzeugmodelle, die für den Regelungsentwurf benutzt werden. Ausgehend von dem nichtlinearen kinetischen Modell wird die exakte Eingangs-Ausgangs-Linearisierung gezeigt und auf die Wohldefiniertheit des relativen Grades eingegangen. Anschließend erfolgt der Entwurf der Sliding-Mode-Regler zweiter Ordnung als Rückführung für das linearisierte System. Anhand von Simulationsergebnissen lässt sich die Wirksamkeit des vorgestellten Reglers zeigen.

Organisatorisches

Die Veranstaltung ist kostenfrei und findet jeweils 13 Uhr im

Konferenzraum des Fraunhofer IVI Dresden, Zeunerstraße 38, 01069 Dresden

statt.

Eine Voranmeldung ist nicht erforderlich.

Die Einladung erfolgt per E-Mail. Interessenten können sich über

Elke Sähn, Presse und Öffentlichkeitsarbeit,
Telefon +49 3 51 4640-612,
presse@ivi.fraunhofer.de

in den Verteiler eintragen lassen.

Veranstalter