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SKyNet Forschungsprojekt

Integrierte Reglerentwurfsverfahren und Kommunikationsdienste für digital vernetzte Regelungssysteme
ProjekttypForschungsprojekt
Gefördert durch DFG Sachbeihilfe
Beginn 2017
Ende
Leiter Prof. Dr. rer. nat. Dr. h. c. Kurt Rothermel
Dr. rer. nat. Frank Dürr
Prof. Dr.-Ing. Frank Allgöwer
Mitarbeiter Carabelli, Ben
Falk, Jonathan
Ansprechpartner
Kooperationspartner Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik (IST) ­– Universität Stuttgart
Kurzbeschreibung

Digital vernetzte Regelungssysteme (engl. Networked Control Systems, kurz NCS) gewinnen stetig an Bedeutung für die Realisierung sogenannter Cyber-Physical-Systems, in denen physikalische Prozesse durch Rechner geregelt werden. Häufig sind die hierzu erforderlichen Komponenten, wie Sensoren, Aktoren und Regler weiträumig verteilt, so dass Mess- und Stellgrößen über ein Kommunikationsnetz transferiert werden müssen. Bei der Entwicklung von Regelungsmethoden für NCS wird häufig von Netzmodellen ausgegangen, die nur einen geringen Bezug zu realen Kommunikationsnetzen und ihren Methoden aufweisen. Umgekehrt fehlt es an geeigneten Kommunikationsmethoden, auf deren Grundlage Regelungsmethoden die erforderliche Regelgüte garantieren könnten.

Wesentliches Ziel dieses Projektes ist daher die Überbrückung der bestehenden methodischen Lücke zwischen Regelungs- und Kommunikationssystemen. Dies beinhaltet in erster Linie die Entwicklung von Netzmodellen, auf deren Grundlage einerseits eine Regelung mit garantierter Güte möglich ist und die andererseits in einer IP-Infrastruktur effizient realisierbar sind. Für die einzelnen Netzmodelle sind geeignete Kommunikationsmethoden (Routing und Scheduling) sowie Verfahren zur optimalen Platzierung von Reglern zu untersuchen. Darüber hinaus sind für diese Netzmodelle geeignete Reglerentwurfsverfahren für zeitgetriggerte und ereignisbasierte Systeme zu erforschen. Die entwickelten Methoden sollen durch eine prototypische Realisierung mittels des Konzepts Software-Defined Networks (SDN) hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit evaluiert werden.