Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

So einfach wie Autofahren: NRW Wissenschaftspreis geht an Österreicher

20.11.2012
Der Regelungstechniker Johannes Unger vereinfacht die Automatisierung von Industrieanlagen und erhält dafür den Young-Scientist-Award des Landes Nordrhein-Westfalen.

Beim Autofahren kann man nur wenige Stellgrößen für die Steuerung verwenden, etwa die Stellung des Lenkrads, des Gaspedals und des Bremspedals. Meistens reicht unser Können beim Lenken, Beschleunigen oder Bremsen aus, um gut anzukommen. Wenn es aber etwa darum geht, wie man mit geringstem Treibstoffaufwand oder am schnellsten Weg – also optimal – die Strecke zurücklegen kann, so werden Intuition und Können kaum ausreichen.

Optimale Steuervorgänge in der Industrie sind meist noch wesentlich komplizierter als die optimale Bedienung des Autos und erfordern aufwändige mathematische Lösungen. Johannes Unger vom Institut für Mechanik und Mechatronik der TU Wien arbeitet an solchen regelungstechnischen Aufgaben. In Düsseldorf wurde er nun mit dem Young-Scientist-Award des Landes Nordrhein-Westfalen ausgezeichnet.

An welchen Schrauben muss man drehen? Und wann?

Egal ob man auf das Gaspedal eines Autos tritt oder an den Drehknöpfen der Autoheizung dreht: Man kann bei technischen Prozessen bestimmte Stellgrößen beeinflussen und möchte damit ein möglichst gutes Resultat erzielen. „Das kann man durch modellbasierte Regelungstechnik erreichen“, sagt Johannes Unger. Dabei wird ein Computermodell des technischen Prozesses für die Optimierung verwendet. Ein Anwendungsbeispiel dafür ist eine industrielle Trocknungsanlage, in der Faservlies über mehrere Walzen läuft und mit heißer Luft getrocknet wird. „Die Stellgröße, die wir verändern können, sind die Luft-Temperaturen an den einzelnen Walzen. Das Ziel ist es, am Ende Fasern mit einer bestimmten Feuchtigkeit bei geringstem Energieverbrauch zu bekommen“, erklärt Unger.

Einfacher bitte!

Wenn man genau weiß, wie die Temperatur an jeder einzelnen Walze das Endergebnis beeinflusst, dann lässt sich exakt berechnen, mit welcher Steuerung das gewünschte Ergebnis erreicht werden kann. „Bei vielen veränderbaren Stellgrößen und vielen verschiedenen Zeitpunkten, an denen man Änderungen durchführen kann, ist es mathematisch allerdings sehr aufwändig, dieses Problem in Echtzeit zu lösen“, sagt Johannes Unger. Er entwickelte daher eine Methode, diese Rechenaufgabe zu erleichtern.
„Wir rechnen mit Hilfe eines Computermodells systematisch durch, welche typischen Temperaturverläufe bei einem optimalen Betrieb des Trockners auftreten.“, sagt Unger. „Durch diese Berechnungen können wir mit unseren mathematischen Methoden die Ordnung des Optimierungsproblems bis zu 90% reduzieren.“ Dieser Ansatz kommt mit einer viel geringeren Anzahl an zu optimierenden Gleichungen aus und liefert dabei ein beinahe ebenso gutes Endresultat wie die vollständige hochkomplizierte Computersimulation. In der Industrie kann die neue Methodik somit leicht angewendet werden.

Geradeaus, und die dritte Straße links

„Man kann sich das ein bisschen so vorstellen wie die Aufgabe, einen Weg durch die rechtwinkeligen Straßen von New York zu finden“, sagt Johannes Unger. „Wenn man jeden Schritt und jede Bewegung genau vorausberechnen müsste, wäre das viel zu aufwändig. Wenn man jedoch Grundelemente wie beispielsweise ‚geradeaus gehen‘ oder ‚links abbiegen‘ definiert, lässt sich der Gesamtprozess mit einer viel kleineren Anzahl von Operationen beschreiben.“

Auszeichnung des Landes Nordrhein-Westfalen

Am 19. November wurde Johannes Unger in der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste in Düsseldorf mit dem „NRW Young Scientist Award 2012“ ausgezeichnet. Den Preis erhielt er für seine Publikation „Reduced order optimization for model predictive control using principal control moves", die er gemeinsam mit Prof. Kozek und Prof. Jakubek (Institut für Mechanik und Mechatronik, Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften) im angesehenen „Journal of Process Control“ publizierte. Insgesamt acht Preise wurden in verschiedenen Kategorien vergeben – Unger erhält den Preis in der Sparte „Dynamic Intelligent Systems“.

Rückfragehinweis:
Dipl.-Ing. Johannes Unger
Institut für Mechanik und Mechatronik
Technische Universität Wien
Wiedner Hauptstraße 8, 1040 Wien
T: +43-1-58801-325529
johannes.unger@tuwien.ac.at

Dr. Florian Aigner | idw
Weitere Informationen:
http://www.tuwien.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Signal-Shaping macht Bits und Bytes Beine
23.11.2017 | VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

nachricht CAU-Wissenschaftlerin erhält EU-Förderung zur Entwicklung neuer Implantate
22.11.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Zellen auf Wanderschaft: Falten in der Zellmembran liefern Material für nötige Auswölbungen

23.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Magnetfeld-Sensor Argus „sieht“ Kräfte im Bauteil

23.11.2017 | Physik Astronomie

Max-Planck-Princeton-Partnerschaft in der Fusionsforschung bestätigt

23.11.2017 | Physik Astronomie