23.10.2023

Fachwelt der Systemtheorie und Regelungstechnik trifft sich in Saarbrücken

Professor Rudolph und David Kastelan halten den Trikopter, ein Fluggerät mit drei Propellern, in die Kamera.
© Oliver DietzeProfessor Joachim Rudolph (l.) mit seinem ehemaligen wissenschaftlichen Mitarbeiter David Kastelan und einem der ersten Multikopter, die in der Forschungsgruppe entwickelt wurden: ein Trikopter, der schief in der Luft stehen und in gerader Linie seitwärts schweben kann, ohne dass er zuvor gekippt werden muss. Inzwischen entwickelten Studierende und Doktoranden weitere Multikopter, die durch intelligent zusammenarbeitende Propeller akrobatische Flugmanöver vollführen und im Verbund koordiniert Lasten transportieren.

Vom 1. bis 3. November treffen sich renommierte Expertinnen und Experten der Systemtheorie und Regelungstechnik auf dem Campus der Universität des Saarlandes. Ziel des Kolloquiums ist der Austausch über aktuelle Forschungsentwicklungen. Nachwuchsforscherinnen und -forschern bietet die Veranstaltung Gelegenheit, ihre Projekte und Ideen zu diskutieren. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG fördert die Veranstaltung, zu der rund 50 internationale Teilnehmerinnen und Teilnehmer erwartet werden.

Die Vorträge finden im August-Wilhelm Scheer Graduate Centre (Gebäude C9 3) statt.

Sollen Windräder mehr Strom liefern und nicht so viel Energie verlieren bei den vielen Prozessen, die vom Drehen der Rotorblätter bis zum Einspeisen ins Stromnetz ablaufen, braucht man: Systemtheorie und Regelungstechnik. Gleiches gilt, will man neuartige Werkzeugmaschinen entwickeln, etwa um hochpräzise unrunde Bohrungen zu fertigen. Die hierzu benötigten berührungslosen magnetischen Lager, mit denen man eine schnell drehende Welle freischwebend sehr genau positionieren kann, funktionieren nur dank hochmoderner Regelungstechnik.

Dies sind nur zwei Beispiele für anwendungsorientierte Forschungsprojekte am Lehrstuhl von Professor Joachim Rudolph an der Universität des Saarlandes, die verdeutlichen, wo Methoden der Systemtheorie und Regelungstechnik eingesetzt werden – meist ohne, dass man sich dessen bewusst ist. Sie sind in zahlreichen technischen wie auch nicht-technischen Aufgaben unabdingbar, speziell wenn dynamische Prozesse sehr genau, sicher und optimal realisiert werden sollen – das kann in Geräten wie Heizungen, Industrieanlagen oder auch in der Raumfahrt- und Medizintechnik sein.

Um zu demonstrieren, wozu ihre Methoden fähig sind, haben die Studierenden und Doktoranden aus dem Team von Joachim Rudolph sich schon manches einfallen lassen: etwa eine durchaus schwere, magnetisch schwebende Metallplatte, die von selbst einen Tischtennisball auf sich hüpfen lässt, indem sie das Auftreffen des Balls algorithmisch erspürt. Verschiedene selbst entwickelte Multikopter absolvieren durch intelligent zusammenarbeitende Propeller akrobatische Flugmanöver und transportieren im Verbund koordiniert Lasten. Bei ihrem Ballroboter balanciert ein Stock auf einem rollenden Ball, ohne dass er kippt.

Solche Probleme zu lösen, ist mehr als knifflig. Die Forscherinnen und Forscher müssen die Systeme dafür sehr gut durchdringen und verstehen. Die Lösungen entwickeln sie an der Schnittstelle von Mathematik und Ingenieurwissenschaften. Professor Joachim Rudolph und sein Team widmen sich dabei neben der Weiterentwicklung der Methoden für die Analyse und die Synthese dynamischer Systeme dem Einsatz der entwickelten Methoden zur Lösung wissenschaftlich anspruchsvoller praktischer Aufgaben vor allem im technologischen Bereich. Die Kompetenzen der Forschungsgruppe liegen insbesondere bei nichtlinearen Systemen sowie Systemen mit verteilten Parametern.
Durch geschickte mathematische Modellierung, hochleistungsfähige Algorithmen und eine passende Wahl von Sensoren und Aktoren werden so beispielsweise die Energieverluste beim Windrad geringer und Werkzeuge schweben frei in Magnetlagern, um ovale Löcher zu fertigen. Die Ingenieure können sogar nicht direkt gemessene Größen durch Modelle und kluge Algorithmen rekonstruieren, so dass sie für die Prozessüberwachung und für ihre Regler verwendet werden können.

Vom 1. bis 3. November kommen rund 50 Spezialistinnen und Spezialisten aus Europa auf den Saarbrücker Campus, um sich über ihre neueste Forschung auf dem Gebiet der Systemtheorie und Regelungstechnik auszutauschen. Zu den Vortragenden der Tagung zählen unter anderem die international ausgezeichneten Wissenschaftler Frank Allgöwer von der Universität Stuttgart, Michel Fliess von der Ecole Polytechnique aus Frankreich und Kurt Schlacher von der Universität Linz, Österreich. In Vorträgen stellen Forscherinnen und Forscher Ergebnisse aus verschiedenen Bereichen des Fachs vor und die Teilnehmerinnen und Teilnehmer diskutieren ihre Arbeiten.

Die Konferenz findet statt aus Anlass des 60. Geburtstages von Professor Joachim Rudolph. Veranstaltet wird sie von seinem ehemaligen Doktoranden Dr.-Ing. Amine Othmane (heute wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Modellierung und Simulation Technischer Systeme von Professorin Kathrin Flaßkamp an der Universität des Saarlandes) gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Frank Woittennek (UMIT Tirol), Dr.-Ing. Nicole Gehring (Johannes Kepler Universität Linz), sowie den Doktoranden Abdurrahman Irscheid und Peter Scherer sowie Frank Paulus-Rieth von der Universität des Saarlandes. Die DFG fördert das Kolloquium.

Fragen beantwortet: Dr.-Ing. Amine Othmane:
Tel. : +49 681 302 3766, amine.othmane(at)uni-saarland.de

Internetseite des Lehrstuhls von Profesor Rudolph:
https://www.uni-saarland.de/lehrstuhl/rudolph.html

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