Überblick über die Forschung
Die Forschung unserer Professur konzentriert sich auf die Entwicklung kontrolltheoretischer Methoden in den folgenden Bereichen:
- Optimale und lernende Regelung für nichtlineare Systeme,
- Analyse unsicherer, dynamischer Systeme mit Hilfe mengenbasierter Methoden,
- Hierarchische, optimale und fehlertolerante Regelung,
- Formale Verifikation von Regelungssystemen.
Die Forschung der Professur konzentriert sich stark auf die Entwicklung von Reglern für den gesamten Zyklus von der Systemmodellierung bis zur Endanwendung.
Zu den besonderen Themen gehören auch fortgeschrittene Techniken der Datenanalyse und -klassifizierung sowie die Bewertung der Modellunsicherheit.
Besondere Aufmerksamkeit wird komplexen und hierarchischen Systemen gewidmet, bei denen die Konsistenz zwischen Regelung und Unterprogrammen für verschiedene Systemebenen von besonderem Interesse ist.
Besonderes Augenmerk wird auf die Anwendungsbereiche
controlled environment agriculture,
Energie- und Brennstoffzellensysteme sowie den
automatisierten Bahnbetrieb gelegt.
Zu den konkreten Steuerungsmethoden gehören wiederum die modellprädiktive Regelung, das Reinforcement Learning, die adaptive dynamische Programmierung und andere optimale Steuerungsmethoden, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Lernaspekten liegt.
Mathematische Beweise und Analysen von z.B. Robustheitseigenschaften von Regelungsmethoden in Anwesenheit von Unsicherheiten sind ein Teil von praktisch jeder neuen Regelungsmethode, die in der Professur entwickelt wird.
Wir versuchen auch, die Lücke zwischen Theorie und Computerimplementierung zu schließen, indem wir uns explizit mit der rechnerischen Unsicherheit befassen, die mit den Berechnungsunsicherheiten der Reglerimplementierung in digitalen und analogen Geräten zusammenhängt.
Zu diesem Zweck arbeiten wir an einer Reihe von mathematischen Methoden, die diese Unsicherheiten explizit einbeziehen und darauf abzielen, eine Grundlage für die formal korrekte und automatisierte Extraktion von Reglern zu entwickeln.
