inf341 - Robust Control and State Estimation in Digitalised Energy Systems (Vollständige Modulbeschreibung)

Modulbezeichnung	Robust Control and State Estimation in Digitalised Energy Systems
Modulkürzel	inf341
Kreditpunkte	6.0 KP
Workload	180 h
Einrichtungsverzeichnis	Department für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls	Master Digitalised Energy Systems (Master) > Digitalised Energy System Automation, Control and Optimisation 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 robusten Regelung und Zustandsschätzung sowie problemangepasste Lösungsmethoden und deren softwaretechnische Umsetzung. Fachkompetenz Die Studierenden: identifizieren die grundlegenden Konzepte der robusten Regelung und Zustandsschätzung charakterisieren problemangepasste Lösungsmethoden für unterschiedliche Klassen von Unsicherheiten erkennen Ansätze für eine verlässliche softwaretechnische Umsetzung. Methodenkompetenz Die Studierenden: analysieren Probleme der robusten Regelung und Zustandsschätzung dynamischer Systeme analysieren grundlegende Lösungsansätze auf theoretischer Basis transferieren sowie generalisieren diese eigenständig auf neue 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 robusten Regelung und Zustandsschätzung.
Modulinhalte	Robustheit linearer Systeme/ Systemanalyse Grenzüberschreitungssatz von Frazer und Duncan Mikhailow-Kriterium Kharitonow-Kriterium Frequenzkennlinienverfahren Ausgewählte Regelungsentwurfsverfahren/ Regelungssynthese Parameterraumverfahren von Ackermann und Kaesbauer Eigenwert-/ Eigenwertbereichsvorgabe H-unendlich-Regelung Frequenzkennlinienverfahren (Sensitivitätsfunktionen im Frequenzbereich) Robuste LMI-basierte Regelungsverfahren Ljapunow-Stabilität Polytopbeschreibung von Unsicherheiten Optimalität von Lösungen Dualität von Regler- und Beobachtersynthese Robuste Zustandsschätzung Sliding-Mode Beobachter Intervallmethoden: Lösung statischer und dynamischer Probleme (Einschließung von Funktionswerten, Branch-and-Bound-Verfahren, Verifikationsmethoden für Differentialgleichungen) Grundlagen: Fehlerdetektion sowie fehlertolerante Regelung
Literaturempfehlungen	Ackermann, J. Robust Control, Springer-Verlag, 2002. Gu, D.-W.; Petkov, P.H.; Konstantinov, M.M., Robust Control Design with MATLAB, Springer-Verlag, 2013 Ostertag, E. Mono- and Multivariable Control and Estimation, Springer-Verlag, 2011 Rauh, A. Folien/ Skript zur Vorlesung „Robuste Regelung und Zustandsschätzung“. Weinmann, A. Uncertain Models and Robust Control, Springer-Verlag, 1991
Links
Unterrichtssprache	Englisch
Dauer in Semestern	1 Semester Semester
Angebotsrhythmus Modul	jedes Wintersemester
Aufnahmekapazität Modul	unbegrenzt
Lehr-/Lernform	V + Ü
Vorkenntnisse	Grundkenntnisse der Regelung linearer zeitkontinuierlicher und/oder zeitdiskreter Systeme bzw. der robusten Regelung

Lehrveranstaltungsform	SWS	Angebotsrhythmus	Workload Präsenz
Vorlesung	2	WiSe	28
Übung	2	WiSe	28
Präsenzzeit Modul insgesamt			56 h

Prüfung	Prüfungszeiten	Prüfungsform
Gesamtmodul	Klausur: am Ende der Veranstaltungszeit Portfolio: semesterbegleitend	Portfolio oder Klausur