Verteilte, dynamische Ressourcenverwaltung für mechatronische Systeme
Simon Oberthür, Gunnar Schomaker
Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn
Moderne mechatronische Systeme bestehen aus einem Netzwerk von Controllern auf denen echtzeitkritische Regelung sowie Komfortfunktionen ausgeführt werden. Um für Stresssituationen (Notfallbehandlungen, Überlast von Komfortfunktionen, ...) zusätzlich Ressourcen bereitzustellen ohne Komfortfunktionen lokal auf einem Knoten abschalten zu müssen sollen die Komfortfunktionen auf andere Knoten umverteilt werden. Hierfür wird der Ansatz eines lokal agierenden Ressourcenmanager mit einem Verfahren für die Verwaltung heterogener Ressourcen in Netzwerken kombiniert. Über einen virtuellen Notfallknoten werden somit zusätzliche Ressourcen für Komfortfunktionen andere Knoten bereitgestellt.
Hybride Planung zur Auswahl des optimalen RailCab-Verhaltens bezüglich der Umweltbedingungen und Streckeneigenschaften
Philipp Adelt, Mirko Rose, Dr. Natascha Esau
C-LAB, Universität Paderborn
Ein neuartiges schienengebundenes Fahrzeug „RailCab“ ist mit einem doppelt gespeisten Linearmotor und verschiedenen neuartigen Teilsystemen mit inhärenter Teilintelligenz ausgestattet, dessen Betriebsparameter in Abhängigkeit von Umweltbedingungen und Eigenschaften der befahrenen Strecke eingestellt werden müssen. Wir stellen die hybride Planung vor, die unter Berücksichtigung kontinuierlichen Verhaltens diskrete Entscheidungsprozesse für die Parametereinstellung durchführt. Dabei wird die Fuzzyapproximation des Linearmotorluftspalts ebenso verwendet wie pareto-optimale Betriebsparameter des hierarchisch aufgebauten Systemmodells. Wir stellen eine Software vor, die diese Komponenten im Rahmen der hybriden Planung zusammenführt.
Experimentelle Untersuchung der Selbstoptimierung innerhalb des RailCab-Spurführungsmoduls
Dipl.-Ing. Christoph Sondermann-Wölke, Prof. Dr.-Ing. habil. Walter Sextro
Mechatronik und Dynamik, Universität Paderborn
M.Sc. Jens Geisler, Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler
Regelungstechnik und Mechatronik, Universität Paderborn
Die erweiterten Möglichkeiten der Informationsverarbeitung mechatronischer Systeme erlauben es, mechatronische Systeme selbstoptimierend zu gestalten. Dabei bezieht sich die Selbstoptimierung auf die Fähigkeit des Systems, sich an die aktuelle Umfeldsituation anzupassen; wobei das System im Allgemeinen mehrere relevante Ziele verfolgt. Wurde eine Umfeldveränderung bemerkt, so müssen diese Ziele an die neue Situation angepasst und das resultierende Verhalten ausgewählt werden. In diesem Beitrag wird das selbstoptimierende Spurführungsmodul näher untersucht. Das Spurführungsmodul ist Bestandteil eines innovativen schienengebundenen Verkehrssystems, genannt RailCab, und dient zur Lenkung des einzelnen Fahrzeugs. Ziele des Spurführungsmoduls bestehen darin, die Verlässlichkeit des Spurführungsmoduls zu erhöhen sowie möglichst wenig Energie zu verbrauchen. Um kritische Systemzustände zu erkennen bzw. frühzeitig zu verhindern wird eine Vorgehensweise zur Einrichtung einer Zustandsüberwachung für selbstoptimierende Systeme beschrieben. Diese wird auf dem realen Versuchsträger im Maßstab 1:2,5 implementiert. Die Auswertung von Versuchsfahrten zeigt, dass gerade beim Auftreten eines Fehlers das Umschalten vom Ziel „Energieverbrauch minimieren“ auf das Ziel „Verlässlichkeit maximieren“ sinnvoll ist.
