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Prof. Dr.-Ing. habil. Pu Li

Verantwortlich: Institut für Automatisierungs- und Systemtechnik in der Fakultät für Informatik und Automatisierung

Nebenfach Automatisierung im

Bachelorstudiengang Informatik

Verantwortlicher Hochschullehrer:

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Nebenfach Automatisierung

Module / Fächer Art des

Abschlus- ses

Gewicht

Fachsemester Summe PF/ W

verant. Fak.

verant. FG

verant. HSL

1. 2. 3. 4. 5. 6. L P

L P

L P

LP

LP

L P

L P

NF Automatisierung MP 18 18 IA 2212 Prof. Li Grundlagen der Elektrotechnik sPL 4 W EI 2116 Dr. Bräunig

Regelungs- und Systemtechnik 1 - MTR/BMT/IN

sPL

5 W IA 2213 Prof. Reger

Regelungs- und Systemtechnik 2 - MTR/BMT/IN

sPL

5 W IA 2213 Prof. Reger

Automatisierungstechnik 1 mPL 5 W IA 2211 Prof. Shardt Modellbildung und Simulation gPL 5 W IA 2212 Prof. Li

Prozessmess- und Sensortechnik 1 gPL 5 W MB 2372

Prof. Fröhlich

Statische Prozessoptimierung sPL 5 W IA 2212 Prof. Li

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Nebenfach Automatisierung

Module/Fächer (P = Pflicht, W = Wahlpflicht) W Grundlagen der Elektrotechnik (Fakultät EI): Grundbegriffe, Vorgänge in elektrischen Netzwerken, stationäres elektrisches Strömungsfeld, elektrostatisches Feld, el. Erscheinungen in Nichtleitern, stationärer Magnetismus, elektromagne-tische Induktion, Wechselstromkreise bei sinusförmiger Erregung (Zeit-, Frequenz- bereich) W Regelungs- und Systemtechnik 1 + 2: Beschreibung/Modellierung dynamischer Systeme im Blockschaltbild, Zeit-, Frequenzbereich; Analyse der Systemeigenschaften; Stabilität; Regelungsentwurf im Zeit- und Frequenzbereich; Mehrschleifige Eingrößen- und Mehrgrößenregelungen; Steuer- und Beobacht- barkeit; Beobachter W Automatisierungstechnik: Einführung und grundlegende Steuerungs-möglichkeiten; Steuerungsprogrammierung (SPS); Prozessbeschreibung (Verfahrens-, Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema); Endliche Automaten und formale Steuerungsanalyse; Automatisierungssicherheit)

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Nebenfach Automatisierung

Module/Fächer (P = Pflicht, W = Wahlpflicht) - Fortsetzung W Modellbildung und Simulation: • Modellierung auf der Basis von Stoff- und Energiebilanzen; Modellierung elektrischer

und mechanischer Systeme; Parameteridentifikation kontinuierlicher Prozesse • Vorgehen, Schwerpunkt: digitale Simulation zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter

Prozesse; block-, zustands- und objektorientierte Simulation, Simulationssprachen und -systeme

W Prozessmess- und Sensortechnik (Institut PMS, Fakultät MB) • Grundlagen, Temperatur-, Spannungs-, Dehnungs-, Kraftmesstechnik, Wägetechnik W Statische Prozessoptimierung: • Parameteroptimierung des Entwurfs und des Betriebs industrieller Prozesse (lineare,

gemischt-ganzzahlige lineare sowie nichtlineare Optimierung; Optimierungs-methoden, Anwendung von Optimierungswerkzeugen)

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Nebenfach Automatisierung

Information = Verstehen ?

Verstehen = Nutzen ?

Software Lotse

Invent DCU Emarketeers

Université de Montréal

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Nebenfach Automatisierung

Breit gefächerte Anwendungsfelder

Quelle: siemens.com

Robotik Prozess-, Verfahrens-, Chemietechnik

Energieversorgung

Allgemeine Versorgungs-unternehmen

Quelle: basf.com Quelle: khs.com

Quelle: bmwi.com Quelle: naturstrom.de

Quelle: siemens.com

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Weiteres Anwendungsfeld: Hochautomatisiertes/autonomes Fahren

Nebenfach Automatisierung

• Umsetzung modell-prädiktiver Regelung auf Audi-Q2-Modell

• Audi Autonomous Driving Cup 2017 und 2018 (Platz 1 und 3)

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Prozess

Optimale Entscheidungsfindung

Aktion Spezifikation

Steuerung

Signalverarbeitung

Mechatronik

Information

Hardware-Implementierung modellgestützer Regelungen unter Nutzung von FPGAs

Nebenfach Automatisierung

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Modellierung Simulation Steuerung Optimierung

Entscheidungshilfe

Komplexes System

Nebenfach Automatisierung

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FG Regelungstechnik (Reger)

Fraunhofer IOSB, Instituts- teil Angewandte System- Technik (Rauschenbach)

• Prozessautomatisierung • Steuerungsprogrammierung • Endl. Automaten, formale Steuerungsanalyse • Automatisierungssicherheit

• Energiesystemtechnik • Wassersystemtechnik • Mobile und eingebettete Systeme

• Passivitäts- und inversionsbasierte Regelungen • Adaptive und robuste Regelungen (H∞-

Regelung) • Systeme mit schaltender Dynamik

FG Automatisierungs- technik (Shardt)

FG Prozessoptimierung (Li)

• Entwicklung von Optimierungsansätzen • Modellgestützte Regelung (NMPC) • Anwendungen: autonomes Fahren, Energie,

Wasser und Biologie

Institut für Automatisierungs- und Systemtechnik/Fraunhofer IOSB

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Informatik in regelungs-/automatisierungstechnischen Fragestellungen (Bsp. aus einem Fachgeiet): • Rechnergestützte Simulation von Systemen • Umsetzung von Steuerungs-, Regelungs- und

Optimierungsalgorithmen … • … in Software: C/C++, Python, MATLAB/Simulink, Modelica,

Open-Source- und kommerzielle Software, … • … hardwarenah: dSPACE, Mikro-Controller, FPGAs

• Entwurf und Ergänzung von Softwaresystemen • „High Performance Scientific Computing“

• Hochdimensionale Probleme, effiziente numerische Lösungsalgorithmen, Parallelberechnung (CPU, GPU), …

Nebenfach Automatisierung

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Beispiele von Abschlussarbeiten

• Parallelisierung eines Optimierungsverfahrens unter Verwendung von CPU und GPU

• Entwicklung eines Softwarepakets zur Analyse der Identifizierbarkeit biologischer Modelle

• Object detection and tracking platform and its practical implications in computer vision

• Implementierung einer modellgestützten Regelung eines mobilen Roboters mit FPGA

• Simulation und Optimierung eines Energieübertragungsnetzes unter unsicherer Einspeisung von Windenergie

• Implementierung des primal-dualen Innere-Punkte-Verfahrens im Kontext des hochautomatisierten Fahrens

• Erkennung der Straßenkreuzung für das Abbiegen und die Positionierung eines hochautomatisierten Fahrzeugs

Nebenfach Automatisierung

Foliennummer 1Foliennummer 2Foliennummer 3Foliennummer 4Foliennummer 5Foliennummer 6Foliennummer 7Foliennummer 8Foliennummer 9Foliennummer 10Foliennummer 11Foliennummer 12