Michael Hesse promovierte erfolgreich zum Thema „Interaktive Inbetriebnahme von Steuerungen und Regelungen für partiell bekannte dynamische Systeme mittels Gauß-Prozess-Regression“. Erstgutachterin und DART-Nachwuchsgruppenleiterin war Dr.-Ing. Julia Timmermann, Vorsitzender der Promotionskommission war Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler.
Zusammenfassung der Arbeit:
Die Inbetriebnahme von Steuerungen und Regelungen stellt sicher, dass ein mechatronisches System ordnungsgemäß funktioniert und den Anforderungen gerecht wird. Der modellbasierte Entwurf basiert auf einem genauen Simulationsmodell. Allerdings ist dieser klassische Weg bei komplexen Systemen oft nicht praktikabel, da die analytische Modellierung zu kompliziert und zeitaufwendig ist. Diese Forschungslücke wird durch Verfahren adressiert, die eine effiziente und sichere Inbetriebnahme ermöglichen. Diese Verfahren kombinieren Regelungstechnik und Reinforcement Learning und nutzen vorhandenes Wissen über die Regelungsaufgabe, um Korrekturen basierend auf Messdaten und der probabilistischen Gauß-Prozess-Regression vorzunehmen. Das Vorwissen kann als teilweise bekanntes physikalisches Modell oder als Steuerungsfunktion vorliegen.
Anwendungsbeispiele sind der Ultraschalldrahtbondprozess, verschiedene Pendelsysteme und ein Hexapod. Eine angepasste Bayessche Optimierung wird zur Identifikation einer Steuerparametrisierung für das Ultraschallbonden eingesetzt. Außerdem wird eine hybride Optimalsteuerung für das Doppelpendel auf einem Wagen entwickelt und erfolgreich validiert. Für einen Hexapod zur Fahrzeugachsprüfung wird eine hybride Zustandslinearisierung formuliert und ein Funktionsnachweis im Rahmen einer Simulation erbracht. Die Einhaltung technischer Rahmenbedingungen und ein stabiles Systemverhalten werden durch probabilistische Prädiktionen gewährleistet. In allen Anwendungsfällen wird eine Steigerung der Effizienz und Güte erzielt.
