Verzögerungen und Störungen bei der Datenübertragung und das schwierige Zusammenspiel von Konzepten der Regelungstheorie mit denen der Telekommunikation haben bisher verhindert, dass es bei der Fernbedienung von Maschinen via Telekommunikationsverbindungen weiter reichende Anwendungen gibt. Auf diesem Feld liegt ein großes wirtschaftliches Potenzial brach. An dessen Erschließung arbeiten die bundesweit führenden Forschungsinstitutionen seit dem Sommer 2007 im Schwerpunktprogramm “Regelungstheorie digital vernetzter dynamischer Systeme” der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Von der Universität Würzburg sind die Forschungsgruppen der Professoren Uwe Helmke und Fabian Wirth, beide aus der Mathematik, sowie von Klaus Schilling (Robotik und Telematik) beteiligt. Die DFG stellt ihnen in den kommenden drei Jahren 500.000 Euro Fördermittel zur Verfügung. Für die Teilnahme an dem Schwerpunktprogramm haben sich die Würzburger Wissenschaftler durch umfangreiche Vorarbeiten in der mathematischen Systemtheorie und durch Anwendungen in der Robotik und Telematik qualifiziert – unter anderem durch den Würzburger Satelliten UWE-1, der seit 2005 im All ist und über Internetprotokolle fernbedient wurde.

Ausgehend von theoretischen Ansätzen der Regelungstechnik und der mathematischen Kontrolltheorie wollen die Forscher eine neue Regelungstheorie entwickeln, mit der sie zukünftige digital vernetzte dynamische Systeme modellieren, analysieren und entwerfen können. “Das erfordert eine völlig neue Kombination von Methoden der Regelungstheorie mit solchen der Informations- und Kommunikationstechnik”, sagt Helmke. Insbesondere müssten Methoden erarbeitet werden, um die Funktionsfähigkeit der Regelung trotz des schwer vorhersagbaren Verhaltens des Informationsnetzes zu gewährleisten.

Zudem ermögliche die Flexibilität der Informationskopplungen mit Blick auf neu hinzutretende oder nicht mehr verwendete Informationskanäle neuartige Regelungsfunktionen, für die Modellierungs- und Entwurfsverfahren zu entwickeln sind. Dies betrifft laut Helmke die gesamte Breite ingenieurwissenschaftlicher Fragestellungen von der Modellbildung über die Zustandsbeobachtung und Prozessüberwachung bis zur Reglersynthese. Auch die Entwicklung neuartiger Kommunikationsprotokolle zur Unterstützung der Regelungsansätze solle untersucht werden.

Koordiniert wird das neue DFG-Schwerpunktprogramm von Professor Jan Lunze vom Lehrstuhl für Automatisierungstechnik und Prozessinformatik an der Universität Bochum. Darüber hinaus sind in Bayern auch Mathematiker der Universitäten Augsburg und Bayreuth beteiligt. Weitere Informationen: Prof. Dr. Uwe Helmke, T (0931) 888-5003, helmke@mathematik.uni-wuerzburg.de