Band 70, Heft 2

Zusammenfassung Dieser Beitrag stellt eine ereignisbasierte Methode zur kooperativen Steuerung von zwei mobilen Objekten (Agenten) vor. Das Ziel ist es, für diese Agenten kollisionsfreie Trajektorien zur Laufzeit lokal zu planen und diesen unter dem Einfluss externer Störungen zu folgen. Auf Änderungen der Trajektorie des benachbarten Agenten kann die Methode reagieren. Hierbei werden ausschließlich lokal gemessene Größen sowie die über ein unsicheres Kommunikationsnetzwerk gesendeten Informationen, die verzögert oder verloren gegangen sein können, verwendet. Die Agenten werden in einen kurshaltepflichtigen und einen ausweichpflichtigen Agenten eingeteilt. Der kurshaltepflichtige Agent folgt seiner Trajektorie, die er zur Kollisionsvermeidung mit Hindernissen ändern kann. Der ausweichpflichtige Agent muss die Kollision mit dem ersten Agenten verhindern. Hierzu wird eine Steuereinheit eingesetzt, die vier Aufgaben ausführt: Schätzung der aktuellen Netzwerkeigenschaften, Prädiktion der Bewegung des kurshaltepflichtigen Agenten, Anfordern von Informationen, Planung kollisionsfreier Trajektorien. Eine Simulationsstudie mit zwei Quadrokoptern illustriert die Vorgehensweise.

Zusammenfassung In diesem Beitrag wird eine Methode zum Entwurf von Testsignalen für die Identifikation lokal-affiner dynamischer Takagi-Sugeno-SISO-Modelle vorgestellt. Diese Methode verwendet ein erstes identifiziertes Prozessmodell und nutzt so erlangtes Wissen über die Modellstruktur mittels modellprädiktiver Regelung aus, um einen Testsignalentwurf durchzuführen. Im Rahmen einer Fallstudie wird die Methode demonstriert.

Zusammenfassung Im Beitrag wird ein zweistufiges Verfahren für den Entwurf eines Störgrößenbeobachters für lineare, zeitinvariante Systeme vorgestellt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Beobachterrückführung für den Beobachter ohne Störmodell bereits vorliegt. Es wird dargestellt, wie darauf basierend mit einfachen formelmäßigen Zusammenhängen die Rückführkoeffizienten für den Störgrößenbeobachter ermittelt werden können. Die beschriebene Methode erhöht die Übersichtlichkeit hinsichtlich des Einflusses des Störmodells auf die Beobachterrückführkoeffizienten und ist außerdem für Modelle mit geringer Systemordnung rechenzeitsparender.

Petri nets are a common modeling approach for parallel processes such as transport operations in conveying systems. In industrial applications, the Petri net models are usually created manually, which involves a lot of effort, especially if the modeled systems change frequently. This paper introduces a new learning method to automatically generate Petri nets from sensor data acquired in conveying systems. The underlying approach is to create prefix and postfix trees of possible event sequences and to merge them into a compact graph, which can be transformed into a deterministic Petri net model of the conveying system. Experimental results show that the proposed method produces realistic Petri net models even for conveying systems with ambiguous events.

This paper deals with security issues in the presence of an eavesdropper for a vehicular scenario. The proposed secure data delivery scheme implements Fountain Codes, namely RaptorQ (RQ) codes, at the application layer (AL) to increase communication security against eavesdroppers’ attacks. For RQ coded transmission scheme, the receiver has to collect a sufficient number of coded packets to reconstruct the original source data. Secure delivery can be achieved if the legitimate user obtains enough RQ coded packets before the eavesdropper does. To satisfy this condition, it is proposed to use a road side unit (RSU) cooperation method when the eavesdropper has better channel conditions than the legitimate user to scatter the coded packets from multiple RSUs. The aim is to reduce the probability that the eavesdropper receives the sufficient number of coded packets and recover the source data before the legitimate user. An optimisation framework which jointly selects the RQ code rate at the AL and Modulation and Coding Scheme (MCS) at the physical (PHY) layer to ensure the secure data transmission by allowing the user to decode the file with a certain probability of decoding success while minimising the intercept probability at the eavesdropper is presented. To evaluate the proposed system, a realistic end-to-end system level simulator is developed. Simulation results show that the proposed scheme can provide secure and efficient data transmission over vehicular networks by significantly reducing the intercept probability at the eavesdropper.

Mass customization and small lot sizes have increased the demand for flexible software engineered Intralogistics Systems. To deal with these demands, not only is the effort of diverse engineering disciplines called for but also error-proneness must be reduced. Hence, a modular architecture, which enables changes in the plant design with minimized engineering and commissioning effort, is desired. In order to improve the reusability and applicability of automation control software, a meta model and layout-oriented editor for Intralogistics Systems is presented in this paper. The evaluation of the meta model is performed by commissioning an actual industrial Intralogistics System and expert evaluation.

Functions of automated Production Systems (aPS) can be realized by control software (SW), whose high quality and short development time are, therefore, vital. To achieve both, SW should be modular and, thereby, reusable. Static code analysis can help improve the modularization of existing software, e. g., by automatically analyzing control and information flow. However, manual code reviews are still typically required because planning a SW’s modularization requires a semantic understanding of its functionality. This paper presents an approach to, instead, identify SW functionality automatically and evaluates it with SW from three aPS manufacturers.

This article proposes an adaptive constrained control strategy with state constraints and uncertain parameters for an electronic throttle control (ETC) system. Compared with the current control strategies for an ETC system, state constraints and parameter uncertainties are adequately considered in the proposed control strategy. First, the nonlinear dynamic model for control of an ETC is described. Second, the asymmetric Barrier Lyapunov Function (BLF) and a backstepping control algorithm are used to ensure that the throttle opening does not exceed the constrained boundary. A parameter adaptive law is given to estimate the unknown parameter and external disturbances with an ETC system. Third, the proposed BLF controller is compared with the existing Quadratic Lyapunov Function (QLF) controller by simulation and experiment. The results show that the proposed control algorithm not only ensure fast transient performance in the control response, but also avoid the out of bounds of the throttle opening. The proposed constrained control strategy can provide excellent control performance for an ETC system.

Zusammenfassung Im vorliegenden Beitrag wird ein physikalisch basierter Ansatz zur Modellierung eines Fahrzeugkühlers vorgestellt. Es werden erstmals alle für das dynamische Verhalten wesentlichen Effekte, dies sind die nichtlineare Wärmeübertragung, die thermische Trägheit, die Fluidlaufzeit sowie die Dispersion, in einer echtzeitfähigen Berechnung abgebildet. Die Grundgedanken der Modellbildung sind eine ausreichend hohe Diskretisierung des Modells und eine wegbasierte Betrachtung, wodurch die Annahme eines quasistationären Zustandes für einen einzelnen Rechenschritt eines Berechnungselements gestattet ist. So ist letztendlich nur ein einfacher algebraischer Zusammenhang zu lösen.