Adaptive Control Systems

Smarte Produkte wie Saug- oder Mähroboter, Küchenmaschinen aber auch intelligente Gebäudekomponenten wie Heizungspumpen, Thermostatantriebe oder Beschattungssysteme unterliegen einem starken Preisdruck bei immer weiter steigenden Qualitätsanforderungen der Endkunden. In all den genannten Produkten kommen Antriebe zur Realisierung der Funktionen zum Einsatz. Dabei sollen diese möglichst verschleißfrei sein, um eine hohe Lebensdauer zu ermöglichen. Sie dürfen kaum Emissionen verursachen, damit keine anderen Geräte beeinträchtig werden oder unangenehme Geräusche entstehen. Zugleich dürfen die verwendeten Motoren aber nicht teuer sein.

Unser an realen Systemen validierter Baukasten für die Regelung und den Betrieb vieler unterschiedlicher elektrischer Antriebe bietet die Basis für eine maßgeschneiderte Lösung.

Wir ermöglichen Ihnen, schnell und kosteneffizient optimierte Antriebssysteme zu erproben und als Serienprodukt zu realisieren.

Nach den Konzeptions- und Analysephasen, in denen das Produktkonzept sowie die CONSENS Partialmodelle gemeinsam mit dem Kunden erstellt wurden, entwickeln wir in einer simulationsbasierten Machbarkeitsstudie selbstlernende Regler zur Optimierung von Heizungssystemen für Einfamilienhäuser. Wir entwickeln für unseren Kunden dynamische Gebäudesimulationen und integrieren reale Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes in die Simulation, sodass das reale Verhalten eines Testgebäudes über mehrere Jahre in der Simulation nachgebildet wird. Durch die detaillierte Simulation mit realen Witterungsdaten kann das Adaptionsverhalten der selbstlernenden Regler sehr zeiteffizient untersucht werden. Ebenfalls lassen sich vielfältige Einbausituationen sowie unterschiedliche klimatische Bedingungen realisieren, sodass in der späteren Produktentwicklung auf zeit- und kostenaufwendige Feldteststudien verzichtet werden kann. Die modellbasierte Optimierung der adaptiven Regelungssysteme ermöglicht den direkten Aufbau eines seriennahen Proof of Concepts mit validiertem und verifiziertem Systemverhalten.

Daher ist unser Kunde in der Lage, schnell und kosteneffizient visionäre Produkte anzubieten, die sich garantiert optimal ohne jedwede manuelle Konfiguration an die jeweilige Einbausituation anpassen.

Bei der industriellen Entwicklung mechatronischer Systeme werden oftmals innerhalb einer Produktserie vielfältige Varianten entworfen. In der Industriehydraulik werden beispielsweise eine Vielzahl von Ventil-Nenngrößen entwickelt, um eine hohe Bandbreite an Leistungsklassen anzubieten. Während die grundlegenden Wirkstrukturen der Systeme unabhängig von der Leistungsklasse sind, verändern sich jedoch beispielsweise Aktor-Dynamiken und Energie-Verbräuche, aber auch die variantenspezifischen Anforderungen, sodass aus regelungstechnischer Sicht eine partikuläre Anpassung der Funktionen an die Produktvariante erfolgen muss. Während der klassische Weg durch Evaluation von Erfahrungswerten durch die Test-Ingenieure am Prüfstand gerade im Kontext faktorieller Variantenkombinationen zur sehr zeit- und kostenintensiven Parameterisierungsprozessen führt, lässt sich durch die geschickte Nutzung selbst-parametrierender Regler die Entwicklungszeit kosteneffizient nutzen. Durch Vorgabe von Testprozeduren sowie messbarer Qualitätskriterien können früh im Entwicklungsprozess physikalische Prototypen automatisiert getestet werden, die innerhalb kürzester Zeit ihre optimalen Parameter selbstständig lernen, die ursprünglich vom Prozessexperten in einem zeitaufwändigen Prozess manuell optimiert wurden.

Die Nutzung digitaler Simulationsmodelle – beispielsweise eines Digitalen Zwillings – ist ebenfalls möglich und sinnvoll, da bereits in frühen Entwicklungsphasen in der Simulation eine System-Optimierung der Produkte erfolgen kann. Somit lassen sich eine hohe Anzahl an Produktvarianten abbilden und bereits modellbasiert testen und optimieren.

Durch unsere langjährige Erfahrung im Bereich der modellbasierten Entwicklung und der dynamischen Optimierung mechatronischer Systeme sind wir in der Lage, für jeden Entwicklungsschritt die zielführenden Methoden kundenspezifisch umzusetzen, sodass eine kostenoptimierte und zeiteffiziente Produktentwicklung erzielt wird.