Antriebs- und Energietechnik

Im Kontext einer möglichst ressourcenschonenden Industrie werden effiziente Antriebsstrukturen immer wichtiger. Produktionsanlagen sollen mit möglichst sparsamen Antrieben ausgestattet sein und durch innovative Lösungen flexibel agieren. Antriebssysteme in Arbeitsmaschinen werden modellbasiert in geeigneter Weise dimensioniert und Fragestellungen der Energieerzeugung und -bereitstellung müssen geklärt werden.

Die Antriebs- und Energietechnikgruppe am ISYS beschäftigt sich mit der optimalen Planung und Ansteuerung solcher Antriebs- und Energiesysteme. Der Fokus liegt dabei auf Methoden zur Modellierung, Trajektorienplanung und Regelung von hydraulischen, pneumatischen und elektrischen Antrieben.

 

Forschungsprojekte
Kontiuum-Manipulatoren I 
  • Kinematische Modellierung kontinuierlicher Roboter
  • Kinematische Steuerung und Regelung kontinuierlicher Roboter
  • Steuerung und Regelung der pneumatischer Balgstrukturen
  • Dynamische Modellierung kontinuierlicher Roboter
  • Dynamische Steuerung und Regelung kontinuierlicher Roboter
Kontiuum-Manipulatoren II
  • Trajektorienplanung  für kontinuierliche Roboter
  • Entwicklung von Reglerentwurfsverfahren für kontinuirliche Roboter mit physikalisch gekoppelte Aktuatoren in Aktuator- und Werkzeugkoordinaten
  • Erweiterung der Trajektorienplanung-und Regelungskonzepte für den Kontaktfall
Energieeffiziente Antriebstechnik in der Produktion
  • Energieoptimale Auswahl von Antrieben
  • Antriebs-Technologie-Neutrale Untersuchung
  • Optimale Ansteuerung der Antriebe
Prädiktive Fahrermodelle für Hybridbagger
  • Hydraulikbagger stellen komplexe mechatronische Systeme dar
  • Prädiktive Fahrermodelle ermöglichen Modellbasierten Entwicklungsprozess
  • Fahrermodelle auf Grundlage Modellprädiktiver Regelung
  • Anwendung in Simulation und auf dem Erprobungsträger

  

Publikationen der Antriebs- und Energietechnik-Gruppe
Beiträge in Zeitschriften
  • J. Sachs & O. Sawodny, “Multi-objective three stage design optimization for island microgrids”, Applied Energy, 2016, doi:10.1016/j.apenergy.2015.12.059
  • J. Sachs & O. Sawodny, “A Two-Stage Model Predictive Control Strategy für Economic Diesel-PV-Battery Island Microgrid Operation in Rural Areas”, IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2016, doi:10.1109/TSTE.2015.2509031
  • V. Falkenhahn, T. Mahl, A. Hildebrandt, R. Neumann & O. Sawodny, “Dynamic Modeling of Bellows-Actuated Continuum Robots Using the Euler–Lagrange Formalism”, IEEE Transactions on Robotics, 31, pp. 1483-1496, 2015, doi:10.1109/TRO.2015.2496826
  • J. Sachs, K. Tom & O. Sawodny, “Optimisation of real-time control for hybrid diesel-PV-battery systems”, International Journal of Sustainable Energy, 2015, doi:10.1080/14786451.2014.999072
  • T. Mahl, A. Hildebrandt & O. Sawodny, “A Variable Curvature Continuum Kinematics for Kinematic Control of the Bionic Handling Assistant”, IEEE Transactions on Robotics, 30, pp. 935-949, 2014, doi:10.1109/tro.2014.2314777
Konferenzbeiträge
  • V. Falkenhahn, F. A. Bender, A. Hildebrandt, R. Neumann & O. Sawodny, “Online TCP Trajectory Planning for Redundant Continuum Manipulators using Quadratic Programming”, IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), Banff, Kanada, 2016, pp. 1163-1168
  • J. Sachs, A. Gienger & O. Sawodny, “Combined Probabilistic and Set-Based Uncertainties for a Stochastic Model Predictive Control of Island Energy Systems”, American Control Conference (ACC), Boston, MA, USA, 2016
  • F. A. Bender, M. Sonntag & O. Sawodny, “Nonlinear Model Predictive Control of a Hydraulic Excavator using Hammerstein Models”, IEEE International Conference on Automation, Robotics and Applications (ICARA), Queenstown, New Zealand, 2015, pp. 557-562, doi:10.1109/ICARA.2015.7081208
  • V. Falkenhahn, A. Hildebrandt, R. Neumann & O. Sawodny, “Model-based feed-forward position control of constant curvature continuum robots using feedback linearization”, IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Seattle, WA, USA, 2015, pp. 762-767, doi:10.1109/ICRA.2015.7139264
  • B. Henke, M. Ringkowski & O. Sawodny, “Automatic loop shaping: optimization-based controller tuning for motion systems”, IEEE/IES International Conference on Mechatronics, 2015, pp. 34-39, doi:10.1109/ICMECH.2015.7083944
  • J. Sachs, M. Sonntag & O. Sawodny, “Two layer model predictive control for a cost efficient operation of island energy systems”, American Control Conference (ACC), Chicago, IL, USA, 2015, doi:10.1109/ACC.2015.7172108
  • F. Bender & O. Sawodny, “A predictive driver model for the virtual excavator”, International Conference on Control, Automation, Robotics & Vision (ICARCV), Singapore, 2014, pp. 187-192, doi:10.1109/ICARCV.2014.7064302
  • V. Falkenhahn, A. Hildebrandt & O. Sawodny, “Offline Trajectory Planning of a Pneumatically Actuated, Continuum Manipulator on the Example of the Bionic Handling Assistant”, International Fluid Power Conference (IFK), Aachen, Germany, 2014, pp. 456-463
  • V. Falkenhahn, A. Hildebrandt & O. Sawodny, “Trajectory Optimization of Pneumatically Actuated, Redundant Continuum Manipulators”, American Control Conference (ACC), Portland, OR, USA, 2014, pp. 4008-4013, doi:10.1109/ACC.2014.6858736
  • V. Falkenhahn, T. Mahl, A. Hildebrandt, R. Neumann & O. Sawodny, “Dynamic modeling of constant curvature continuum robots using the Euler-Lagrange formalism”, IEEE/ RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Chicago, IL, USA, 2014, pp. 2428-2433, doi:10.1109/IROS.2014.6942892
  • J. Sachs, B. Müller, K. Tom & O. Sawodny, “Filter-based PV Power Smoothing Control for Island Hybrid Energy Systems With High PV Penetration”, IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), 2014, pp. 872-877, doi:10.1109/CoASE.2014.6899428
  • T. Mahl, A. Mayer, A. Hildebrandt & O. Sawodny, “A Variable Curvature Modeling Approach for Kinematic Control of Continuum Manipulators”, American Control Conference (ACC), Washington, DC, USA, 2013, pp. 4952-4957
  • T. Mahl, A. Hildebrandt & O. Sawodny, “Forward kinematics of a compliant pneumatically actuated redundant manipulator”, IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA), 2012, pp. 1267-1273, doi:10.1109/ICIEA.2012.6360917
  • S. Krichel & O. Sawodny, “Model-based Analysis of Pneumatic Networks – prosepcts and challenges”, Scandinavian International Conference on Fluid Power (SICFP), Tampere, Finnland, 2011, pp. 471-484
  • S. Krichel & O. Sawodny, “Modelling and Optimization in Pressurized-Air Networks – A first Approach with Respect to Energy-Efficiency”, International Fluid Power Conference, Aachen, Germany, 2010, pp. 317-328

 

Mitglieder der Antriebs- und Energietechnik-Gruppe
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Oliver Sawodny mailto icon oliver.sawodny
Dipl.-Ing. Valentin Falkenhahn mailto icon valentin.falkenhahn
Dipl.-Ing. Annika Mayer mailto icon annika.mayer
Adrian Raisch, M.Sc. mailto icon adrian.raisch