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 Weltweit einzigartige Femtosekundenlaseranlage eingeweiht
21.06.2018 | Hochschule RheinMain

nachricht Stahl-Innovationspreis 2018: Mikro-Dampfturbine ausgezeichnet
21.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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