Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage Konzepte der mathematischen Optimierung sowie die darauf aufbauenden optimierungsbasierten Methoden für den Systementwurf, die Parameterschätzung, die Trajektorienplanung sowie den Entwurf von Beobachtern (Schätzer für nicht messbare Systemgrößen), Steuerungen und Regelungen zur Lösung praktischer Aufgabenstellungen einzusetzen. Nach erfolgreicher Absolvierung dieser Lehrveranstaltung können Studierende die in praktischen regelungstechnischen Aufgabenstellungen auftretenden Optimierungsprobleme identifizieren, mathematisch formulieren, geeignete Lösungsmethoden auswählen, analysieren, implementieren, simulieren, praktisch anwenden und anpassen. Die Lehrveranstaltung fördert und vertieft ingenieurmäßiges Vorgehen, abstraktes und analytisches Denken, selbstständiges Lösen von praktischen Optimierungsaufgaben sowie mathematische Fähigkeiten.
Modellprädiktive Regelung:
Grundidee, Optimierungsproblem und dessen Bestandteile, Varianten der Modellprädiktiven Regelung, Stabilitätsanalyse, suboptimale modellprädiktive Regelung, Implementierung
Schätzung auf bewegten Horizonten:
Grundidee, Optimierungsproblem und dessen Bestandteile, Stabilität von Zustandsschätzern, Zustandsschätzung mit vollständiger Information, Zustandsschätzung auf bewegtem Horizont, Maximum-a-posteriori Zustandsschätzung, Erweiterung auf Parameterschätzung
Optimierungsbasierte Schätzung:
parametrisch lineare und nichtlineare Modelle, Kollinearität von Parametern, Gramsche Beobachtbarkeitsmatrix, optimale Platzierung von Sensoren
Die Lehrinhalte werden basierend auf einem Vorlesungsskriptum und einem Übungsskriptum (beide Dokumente frei verfügbar) erarbeitet und diskutiert. Die Inhalte werden in Form eines Tafel- und Folienvortrages vermittelt. Eine Vertiefung, Festigung und praktische Anwendung der Lehrinhalte erfolgt durch Diskutieren und rechnerisches Lösen von Beispielproblemen. Zur computergestützten Lösung von Optimierungsproblemen wird die Software Matlab verwendet. Zum Teil werden die erarbeiteten Lösungen an Laborexperimenten praktisch umgesetzt und getestet.
Der Leistungsnachweis erfolgt durch eine mündliche Prüfung in Präsenz, welche Montag bis Freitag jederzeit abgelegt werden kann. Zur Vereinbarung eines Prüfungstermins senden Sie bitte ein E-Mail mit Wunschterminen, Wunschzeitpunkten oder -zeiträumen, Name, Matrikelnummer und Studienkennzahl an steinboeck@acin.tuwien.ac.at.
