05/11/2023

Internationales Forschungsprojekt zur Grundlagenforschung bewilligt

In dem durch die DFG und den FWF mit über einer Millionen Euro geförderten Projekt werden Wissenschaftler aus Ulm und Saarbrücken mit Kollegen aus Linz und Hall in Tirol zusammenarbeiten, um bestehende methodische Grundlagen zur Regelung verteilt-parametrischer Systeme zu erweitern. Solche Systeme treten in Anwendungen als Modelle verfahrenstechnischer Reaktoren, von Netzen zur Übertragung elektrischer Energie oder zur Beschreibung thermischer Prozesse in modernen Energiespeichersystemen auf.

Bei Systemen mit örtlich verteilten Parametern (SVP) hängen die Systemgrößen sowohl von der Zeit als auch zusätzlich signifikant vom Ort ab. Das führt unmittelbar auf partielle Differentialgleichungen zur mathematischen Beschreibung der den technischen Prozessen zugrundeliegenden physikalischen Vorgänge. Nur mit Hilfe derartig komplexer Modelle sind die stetig steigenden Anforderungen an die Automatisierung technischer Systeme zu bewältigen. Damit sich zugehörige Steuerungen und Regelungen zur gezielten Beeinflussung der Prozesse entwerfen lassen, bedarf es neuer methodischer Grundlagen. Die Vielfalt der in Anwendungen auftretenden Klassen verteilt-parametrischer Systeme macht es dabei nötig, die zu entwickelnden Methoden auf einen einheitlichen Rahmen zurückzuführen, um einen systematischen Zugang zu gewährleisten. Dazu werden im Forschungsvorhaben moderne Ansätze im Bereich der Backstepping- und Flachheitsmethoden für SVP erweitert und miteinander kombiniert. Die resultierenden Ergebnisse leisten damit nicht nur wichtige Beiträge zur wissenschaftlichen Fortführung bereits etablierter Methoden für SVP, sondern werden es auch ermöglichen, sowohl für bestehende Problemstellungen in der Praxis bessere Lösungsansätze zu finden als auch neue anwendungsorientierte Problemstellungen methodisch zu erschließen.

Hervorgegangen ist das Projekt aus einer mehrjährigen gemeinsamen Forschungstätigkeit der Arbeitsgruppen von Prof. Deutscher (Ulm) und Prof. Rudolph (Saarbrücken) sowie in Österreich von Frau Dr. Gehring (Linz) und Prof. Woittennek (Hall in Tirol). Die DFG und der FWF fördern eine Fortsetzung dieser Arbeit im Rahmen eines dreijährigen Weave-Projekts, um auch Nachwuchswissenschaftler(innen) in die neuen Forschungsprobleme einbinden zu können und so die geplante Methoden-entwicklung schneller voranzutreiben.