Abstract
The application of modern means of communication, like wireless LAN or Ethernet, enables novel concepts and structures for control engineering. Data can be transmitted between sensors, actuators, and controllers over long distances. Information can even be exchanged between moving objects which was impossible in conventional point to point wired realizations of control loops. However, besides these advantages the use of networks within a control loop also brings up new challenges due to nondeterministic effects like delays and dropouts of data packets. But for yet, there does not exist a theory for the modeling, analysis and design of such complex systems. The connection of several components of a control loop over a communication network represents a digitally networked dynamical system, which is subject of the Priority Programme 1305 “Control Theory of Digitally Networked Dynamical Systems”. The goal of this priority programme, which is founded by the German Research Foundation (DFG) over a period of six years, is to develop a comprehensive theory for this new class of systems. Here, three defined cross-sectional issues are worked out by 13 research groups and their solutions are experimentally proved in demonstration and benchmark processes. Within this priority programme several research groups from the disciplines of control engineering, mathematics and information technology cooperate.
Zusammenfassung
Der Einsatz moderner Kommunikationsmittel, wie z. B. WLAN oder Ethernet, ermöglicht bei der Regelung von Prozessen neuartige Konzepte und Strukturen. So lassen sich Daten zwischen Sensoren, Aktoren und Regler über große Entfernungen übertragen oder sogar Informationen zwischen sich bewegenden Objekten austauschen, was bei der herkömmlichen drahtgebundenen Realisierung von Regelkreisen unmöglich ist. Abgesehen von diesen Vorteilen, ergeben sich aus der Realisierung von Regelkreisen über ein Netzwerk auch neue Herausforderungen, da diese Netze durch ein nichtdeterministischen Verhalten im Sinne von Verzögerungen und Paketausfällen charakterisiert sind. Für die Modellierung, Analyse und den Steuerungsentwurf solcher Systeme existiert bislang jedoch keine ausgearbeitete Theorie. Die Zusammenschaltung der Regelkreiskomponenten über ein Netzwerk stellt ein digital vernetztes dynamisches System dar, welches Gegenstand der Untersuchungen im Schwerpunktprogramm 1305 “Regelungstheorie digital vernetzter dynamischer Systeme” ist. Ziel dieses, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft über einen Zeitraum von sechs Jahren geförderten Schwerpunktprogramms ist die Entwicklung einer umfassenden Theorie für diese neue Klasse von Systemen. Dabei werden drei definierte Querschnittsprobleme von 13 Forschergruppen bearbeitet und deren Lösungen an Demonstrations- und Benchmarkprozessen experimentell erprobt. In dem Schwerpunktprogramm arbeiten Forschergruppen der Disziplinen Regelungstechnik, Mathematik und Informationstechnik eng zusammen.
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