Mechatronik ist eine Disziplin, die beim Entwurf intelligenter technischer Systeme und ihrer Herstellverfahren unabdingbar ist: Sie vermittelt eine integrierende Herangehensweise, die sich vom funktionalen Verhalten des Gesamtsystems bis zur räumlichen Integration der Baugruppen erstreckt. Unsere Fachgruppe befasst sich einerseits mit der fachübergreifenden Modellierung des dynamischen Verhaltens und andererseits mit dem Entwurf von Regelungs- und Steuerungsstrategien.

Dynamische Modelle beschreiben das explizierte Wissen des Systems (digital twin) mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad; sie entstehen beim Systementwurf und dienen zur rechnergestützten Konzipierung und Auslegung des Systemverhaltens, zur Spezifikation von Komponenten wie Aktoren und Sensoren, und sind die Grundlage für einen systematischen Regelungs- und Steuerungsentwurf. Auch in der Betriebsphase werden dynamische Modelle eingesetzt, wie z.B. bei der Zustands- oder Parameterschätzung, als virtuelle Sensoren oder zur Zustandsprädiktion.

Beim Regelungsentwurf befassen wir uns mit der Regelung nichtlinearer verkoppelter Mehrgrößensysteme, mit Optimalsteuerungen, modellprädiktiven Regelungen und Verfahren zum Beobachterentwurf; die Anwendungsfelder umfassen Fahrerassistenzsysteme, Robotik, intelligente Maschinen. Wir kooperieren dabei eng mit dem Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM.

Unsere Forschungsarbeiten gliedern sich in folgende Teilbereiche:

• Entwurfstechnik Mechatronik
• Fahrerassistenzsysteme
• Regelungsentwurf
• HiL-Simulation