Adaptive Control Systems

Mit adaptiven und selbstlernenden Verfahren neue, innovative Funktionen in mechatronischen Systemen umsetzen

Adaptive Control Systems

Schlüsseltechnologie für Ihr smartes Produkt

Mit adaptiven und selbstlernenden Verfahren können neue, innovative Funktionen in mechatronischen Systemen umgesetzt werden. Die Möglichkeiten sind vielfältig: Beispielsweise lassen sich die aufwendigen Inbetriebnahmen der Systeme für den Endanwender oder den Produktentwickler vereinfachen. Ein adaptives System analysiert selbstständig sein Umfeld und stellt sich optimal darauf ein.

Ein selbstlernendes System ist zum Beispiel in der Lage, über die Lebensdauer Abnutzung oder Verschleiß zu beobachten. Außerdem kann das System sein Verhalten so anpassen, dass zu jedem Zeitpunkt ein sicherer und optimaler Betrieb möglich ist. Somit können die Wartungsintervalle nach tatsächlichem Bedarf kosteneffizient geplant werden.

Das bieten wir Ihnen

 

Auf Basis vieler erfolgreicher Projekte mit verschiedenen Kunden bieten wir umfassende Beratung und Umsetzung für Ihre Produkte:

  • Regelungstechnische Systemanalyse und konzeptionelle Erarbeitung möglicher Ansätze zur Produktoptimierung mittels adaptiven und selbstlernenden Verfahren
  • Schnelle, zielgerichtete Erprobung von konzeptionellen Ansätzen mittels simulationsbasierter Machbarkeitsstudien
  • Beratung, Aufbau und Inbetriebnahme, sowie Durchführung von Laborversuchen und Prüfständen, bspw. mittels dSPACE- und SpeedGoat RCP-Systemen oder kosteneffizienten » Mikrocontrollern.
  • Übernahme der vollständigen serienkonformen Umsetzung
    • von der Erstellung der Anforderungen und funktionalen Architekturen für selbstlernende Systeme,
    • über die modellbasierte Funktionsentwicklung mit optimierter Numerik
    • bis hin zum Testing der lernenden Systeme bieten wir durchgängige Lösungen.

In den Projekten verfolgen wir zwei aufeinander aufbauende Ziele – die regelungstechnische Umsetzung der Grundfunktionen auf Ihrem Zielsystem, sowie die Konzeption und Realisierung der Effizienz- und Leistungsoptimierenden lernenden Verfahren. Gerade für die Performance-Maximierung und Umsetzung der adaptiven Verfahren zur Online-Anpassung fehlen häufig erfahrene Ansprechpartner, die sowohl die Rolle des Entwicklers wie auch des Systems Engineers sowie Testers in sich vereint und somit domänenübergreifende Lösungsansätze entwickeln.

Schöpfen Sie das volle Produktpotenzial durch spezifische Selbstanpassung aus

 

Schöpfen Sie das volle Produktpotential aus, indem die Systeme sich selbstständig auf ihre Betriebsbedingungen anlernen, ohne das manuelle Parametrierung notwendig ist. Vereinfachen Sie variantenspezifische parallele Produktentwicklungsprozesse durch Nutzung intelligenter Konfigurationsstrategien in den Produkten. Reduzieren Sie Kosten durch beispielsweise gesteigerte Energieeffizienz und adaptive Anpassung im Betrieb zur Verschleißminimierung. Erschießen Sie neue intelligente Methoden und Technologien.

Wir bieten innovative Konzepte zur Erweiterung der smarten Funktionen Ihres Produkts. Ein Technologiepartner vom konzeptionellen Produktentwurf bis hin zur serienreifen Umsetzung. Wir entwickeln die optimale Lösung für Sie von der Idee bis hin zu einer möglichen normativen Zertifizierung. Nutzen Sie unsere branchenübergreifend nachgewiesene Kompetenz im Bereich der adaptiven und lernenden Systeme.

Antriebsregelung für smarte Produkte

Lesen Sie in unserem Whitepaper, wie innovative Antriebsregelungen auf eingebetteten Systemen realisiert werden können:

  • Erfolgreich modellbasiert Antriebssysteme entwickeln
  • Typen von Motoren
  • Feldorientierte Regelung
  • Durchgängige modellbasierte Entwicklung

Modellbasierte Entwicklung elektrischer Antriebssysteme

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.

Sie stehen vor der Herausforderung, klassische Produkte an die digitalen Anforderungen von heute anzupassen?

Dann sind wir ihr Innovationspartner für die Umsetzung von Adaptiven Verfahren in ihren Produkten.

Tauschen Sie sich mit unseren Experten aus!

Modellbasierte Konzeptentwicklung adaptiver Heizungssysteme

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.

Von der Idee zum realisierbaren Konzept: Proof of Concept

  • Entscheidungsbasis für Freigaben in Ihrem internen Stage Gate Prozess
  • Machbarkeitsanalyse und Erprobung von neuen technischen Konzepten
  • Frühzeitige Simulation von potenziellen Lösungsideen
  • Erprobung von Usability und HMI-Konzepten

Der Digitale Zwilling in der Produktentwicklung: Modellbasierte System-Optimierung

  • Im Entwicklungsprozess eines mechatronischen Systems liegt oftmals bereits frühzeitig ein detailliertes Simulationsmodell, der Digitale Zwilling, vor.
  • Viele Funktionen lassen sich hier bereits in der Simulation testen
  • Durch simulationsbasierte Optimierung der Produkteigenschaften lässt sich bereits weit vor dem ersten physikalischen Prototyp das Verhalten untersuchen und ideal einstellen
  • Die Vorteile des Digitalen Zwillings sind Zeit-, Ressourcen- und Kostenersparnis

Selbstoptimierende Regler in industriellen Hydraulik-Applikationen

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.

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Guido Stollt

Guido Stollt

Christoph Krimpmann

Christoph Termühlen

Expert Engineer & Teamleiter Adaptive Control Systems

+49 231 841685-246

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