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

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: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics