Stud.IP Uni Oldenburg
Universität Oldenburg
22.09.2023 04:37:18
inf340 - Uncertainty Modeling for Control in Digitalised Energy Systems (Vollständige Modulbeschreibung)
Originalfassung Englisch PDF Download
Modulbezeichnung Uncertainty Modeling for Control in Digitalised Energy Systems
Modulkürzel inf340
Kreditpunkte 6.0 KP
Workload 180 h
Einrichtungsverzeichnis Department für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls
  • Master Digitalised Energy Systems (Master) > Digitalised Energy System Design and Assessment
  • Master Engineering of Socio-Technical Systems (Master) > Embedded Brain Computer Interaction
  • Master Engineering of Socio-Technical Systems (Master) > Systems Engineering
  • Master Informatik (Master) > Technische Informatik
  • Master Wirtschaftsinformatik (Master) > Akzentsetzungsmodule der Informatik
Zuständige Personen
  • Rauh, Andreas (Modulverantwortung)
  • Lehrenden, Die im Modul (Prüfungsberechtigt)
Teilnahmevoraussetzungen
Grundkenntnisse der Regelung linearer zeitkontinuierlicher und/oder zeitdiskreter Systeme bzw. der robusten Regelung
Kompetenzziele
Die Studierenden identifizieren die grundlegenden Konzepte der Modellierung von Unsicherheiten in Regelungssystemen sowie problemangepasste Methoden für die Berücksichtigung von Unsicherheiten während Simulation und Beobachtersynthese
Fachkompetenzen
Die Studierenden:
  •  identifizieren die grundlegenden Konzepte der Modellierung von Unsicherheiten in Regelungssystemen
  • charakterisieren problemangepasste Lösungsmethoden für Systeme mit stochastischen und mengenbasierten Unsicherheiten
  • erkennen Ansätze für eine softwaretechnische Umsetzung in Simulation, Regelung und Zustandsschätzung

Methodenkompetenz
Die Studierenden:
  • analysieren Probleme der regelungsorientierten Unsicherheitsmodellierung dynamischer Systeme
  • analysieren grundlegende Lösungsansätze auf theoretischer Basis
  • transferieren sowie generalisieren diese eigenständig auf neue forschungsnahe Anwendungsszenarien.

Sozialkompetenz
Die Studierenden:
  • erarbeiten in einem vorlesungsbegleitenden Projekt Lösungsideen für reale regelungstechnische Aufgaben in kleinen Gruppen
  • vermitteln die von ihnen erzielten Ergebnisse in kurzen Präsentationen

Selbstkompetenz
Die Studierenden:
  • reflektieren kritisch die von ihnen in Projektform erarbeiteten Ergebnisse
  • erkennen Grenzen unterschiedlicher Ansätze der regelungsorientierten Modellierung von Unsicherheiten.
Modulinhalte
  1. Mathematische Modellierung von Unsicherheiten in linearen und nichtlinearen dynamischen Systemmodellen
  2. Stochastische Modellierungsansätze
    • Wahrscheinlichkeitsverteilungen
    • Bayes'sche Zustandsschätzung für zeitdiskrete Systeme (linear/nichtlinear) und zeitkontinuierliche Systeme (linear)
    • Lineare Schätzverfahren in erweiterten Zustandsräumen (Carleman-Linearisierung für spezielle Systemklassen)
    • Monte-Carlo-Methoden
  3. Schätzung von Zuständen, Parametern und Simulation unsicherer Prozesse
    • Ausblick: Markow-Modelle
    • Ausblick: Bayes'sche Netze
  4. Mengenbasierte Ansätze
    • Mengenbasierte Algorithmen: Forward-Backward-Contractor und Bisektionsverfahren
    • Intervallmethoden zur verifizierten Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungssysteme sowie zur Stabilitätsanalyse unsicherer Systeme
    • Schätzung von Zuständen und Parametern sowie Simulation unsicherer Prozesse
  5. Ausblick: Syntheseverfahren für Regelungen und Beobachter unter expliziter Beschreibung von Unsicherheiten
Literaturempfehlungen
  • Jaulin, L., Kieffer, M., Didrit, O., Walter, E., Applied Interval Analysis, Springer-Verlag, 2001.
  • Papoulis, A.: Probability, Random Variables, and Stochastic Processes, McGraw-Hill, 4th Ed., 2002.
  • Rauh, A. Folien/ Skript zur Vorlesung „Uncertainty Modelling for Control in DES“.
Links
Unterrichtssprache Englisch
Dauer in Semestern 1 Semester Semester
Angebotsrhythmus Modul jedes Wintersemester
Aufnahmekapazität Modul unbegrenzt
Modullevel / module level
Modulart / typ of module
Lehr-/Lernform / Teaching/Learning method 1VL + 1Ü
Vorkenntnisse / Previous knowledge Grundkenntnisse der Regelung linearer zeitkontinuierlicher und/oder zeitdiskreter Systeme bzw. der robusten Regelung
Lehrveranstaltungsform Kommentar SWS Angebotsrhythmus Workload Präsenz
Vorlesung 2 WiSe 2
Übung 1 WiSe 1
Projekt 1 WiSe 1
Präsenzzeit Modul insgesamt 4 h
Prüfung Prüfungszeiten Prüfungsform
Gesamtmodul
Am Ende der Veranstaltungszeit
Portfolio oder Klausur