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Zentrum für Technomathematik

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Projekte der AG Optimierung und Optimale Steuerung

Logo Projekt SmartDriveSmartDrive
Smarte IoT-Anwendungen und Service-Geschäftsmodelle in der Antriebs- und Automatisierungstechnologie

Zeitraum: 01.11.2018 - 30.04.2020
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt GALILEOnautic 2GALILEOnautic 2
Ziel dieses Projektes ist die Weiterentwicklung des in dem Vorläuferprojekt GALILEOnautic entwickelten Systems für automatisiertes Navigieren und optimiertes Manövrieren von vernetzten, kooperierenden Schiffen.

Zeitraum: 01.10.2018 - 31.03.2021
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt AO-Car – Autonome, optimale Fahrzeugnavigation und -steuerung im Fahrzeug-Fahrgast-Nahbereich für den städtischen BereichAO-Car – Autonome, optimale Fahrzeugnavigation und -steuerung im Fahrzeug-Fahrgast-Nahbereich für den städtischen Bereich
Ziel des Forschungsprojektes AO-Car ist die Entwicklung autonomer und sicherer Fahrmanöver für (Elektro-)Autos im Stadtverkehr. Dabei sollen unterschiedliche Manöver, die besonders im fahrgastspezifischen Assistenzbereich relevant sind, modelliert und auf einem realen Fahrzeug bestmöglich umgesetzt und getestet werden.

Zeitraum: seit 01.09.2016
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens, Dr.-Ing. Mitja Echim

Logo Projekt GALILEOnauticGALILEOnautic

Zeitraum: 01.07.2016 - 30.06.2018
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt SmartFarmSmartFarm

Zeitraum: seit 01.01.2016
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens, Dr.-Ing. Mitja Echim

Logo Projekt HERCULES 2HERCULES 2

Zeitraum: seit 01.05.2015
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens, Dr.-Ing. Mitja Echim

Logo Projekt TransWORHPTransWORHP

Zeitraum: seit 01.01.2012
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens, Dr. Matthias Knauer

Logo Projekt Optimierung von Satellitenüberdeckungen unter Berücksichtigung des ellipsoiden ErdmodellsOptimierung von Satellitenüberdeckungen unter Berücksichtigung des ellipsoiden Erdmodells
Bevor ein bestimmtes Gebiet auf der Erde mit orbitaler Sensorik beobachtet werden kann, müssen verschiedene Parameter, wie beispielsweise die Bahnelemente der Satellitenbahnen oder die Ein- und Ausschaltzeitpunkte der Sensoren, geeignet gewählt werden. Hierbei sollen diese Variablen unter Einhaltung verschiedener Restriktionen so gewählt werden, dass das von den Satelliten überstrichene Gebiet möglichst groß wird. Diese Optimierung lässt sich mit Verfahren aus der sequentiellen quadratischen Programmierung (SQP-Verfahren) durchführen.

Zeitraum: seit 01.04.2010
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Optimale Steuerung und Regelung einer Mondlandung mit nicht-modulierbaren TriebwerkenOptimale Steuerung und Regelung einer Mondlandung mit nicht-modulierbaren Triebwerken
Obwohl die erste bemannte Mondlandung schon über 40 Jahre zurückliegt, ist die Planung von aktuellen Missionen noch lange keine Routine. Während für frühere Mondlandungen Triebwerke verwendet wurden, deren Schubkraft variabel war, erhofft man sich durch den zukünftigen Einsatz von nicht-modulierbaren Triebwerken, sowohl die Kosten zu senken, als auch eine höhere Sicherheit gegenüber Störungen oder Ausfällen zu gewährleisten.

Zeitraum: 01.10.2009 - 30.04.2010
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt STAr Group BremenSTAr Group Bremen

Zeitraum: seit 01.01.2008
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt WORHPWORHP

Zeitraum: seit 01.01.2008
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Black-Box OptimiererBlack-Box Optimierer

Zeitraum: 01.06.2007 - 31.05.2010
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Optimierung von SatellitenkonstellationenOptimierung von Satellitenkonstellationen
Mit Satelliten lassen sich Gebiete auf der Erde beobachten. Doch bevor Satelliten auf ihre Umlaufbahn geschickt werden können, muss beim Einsatz mehrerer Satelliten eine Konstellation gefunden werden, so dass die Satelliten die gewünschten Zielgebiete auf der Erde mit bestimmten Wiederholraten abdecken.

Zeitraum: 01.04.2007 - 31.07.2008
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Optimale Tumorbehandlung in der Leber durch Optimierung mit partiellen DifferentialgleichungenOptimale Tumorbehandlung in der Leber durch Optimierung mit partiellen Differentialgleichungen
Bei verschiedenen Tumorerkrankungen (Leber-, Lungen-, Knochentumor, Nierenkarzinom) ist es oft nicht mehr möglich einen chirurgischen Eingriff vorzunehmen, sei es aufgrund der Größe des Tumors oder der körperlichen Verfassung des Patienten. In derartigen Situationen haben sich die lokalen und minimalen invasiven Techniken als alternative Behandlungsmöglichkeit bewährt. Bei der so genannten Thermo-Ablations-Behandlung wird das bösartige Gewebe durch lokales Erhitzen oder Abkühlen zerstört. Beispiele für die Behandlung durch lokale Erhitzung sind unter anderem die Radio-Frequenz (RF) Ablation, durch Laser oder durch konzentrierten Ultraschall induzierte Thermo-Therapie.

Zeitraum: 01.08.2006 - 31.07.2009
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Optimierung von Kraft-Wärme-KopplungsanlagenOptimierung von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen
Industrielle KWK-Anlagen dienen vor allem der Betriebskostenreduzierung: Ziel ist es, unter Einbeziehung aller technischen Möglichkeiten und den vielfältigen wirtschaftlichen Umfeldbedingungen, die KWK-Anlage bestmöglichst online zu optimieren. Dazu sind nichtlineare Optimierungsprobleme mit Gleichungs- und Ungleichungsnebenbedingungen zu lösen.

Zeitraum: seit 01.06.2004
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Minimale Identifikation und Modellierung der Dynamiken von IndustrieroboternMinimale Identifikation und Modellierung der Dynamiken von Industrierobotern
Um moderne und hochgenau arbeitende Industrieroboter optimal steuern zu können reicht es in der Regel nicht mehr aus, allein die Kinematik des Roboters zu betrachten. In diesem Kooperationsprojekt wird deshalb das dynamische Verhalten, dass z.B. durch Trägheit, Torrsion oder Reibung hervorgerufen wird, bei der Modellierung und Optimierung berücksichtigt.

Zeitraum: 01.05.2004 - 30.04.2005
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Optimierung in der Logistik: Kollisionsfreie Bahnplanung für Paketroboter zur ContainerentladungOptimierung in der Logistik: Kollisionsfreie Bahnplanung für Paketroboter zur Containerentladung
Die automatisierte Fördertechnik zur Verteilung von Paketgütern spielt für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen eine zentrale Rolle. Es gilt Arbeitsplätze mit hoher Wiederholfrequenz zu automatisieren und zu humanisieren. Ziel des Projektes ist die Bestimmung kollisionsfreier Roboterbahnen in dem durch den Container extrem eingeschränkten Arbeitsraum.

Zeitraum: 01.05.2004 - 01.07.2004
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Identifikation von Druckverhältnissen beim MikrotiefziehenIdentifikation von Druckverhältnissen beim Mikrotiefziehen
Mit Tiefziehen bezeichnet man das Zugdruckumformen von Blechen zu einem Hohlkörper oder die Formung eines Hohlkörpers mit kleinerem Umfang aus einem Hohlkörper größeren Umfangs. Ein niedergehender Ziehstempel drückt das Blech in die Ziehmatrize und formt es damit zu dem gewünschten Werkstück. Ziel der Kooperation ist die Identifikation nicht messbarer Druckverhältnisse zwischen Blech und Hohlkörper zur mathematischen Modellierung des Mikrotiefziehens.

Zeitraum: 01.04.2004 - 31.07.2007
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Bilevel-OptimalsteuerungsproblemeBilevel-Optimalsteuerungsprobleme
Bilevel-Optimalsteuerungsprobleme stellen eine Erweiterung der klassischen Aufgabenstellung der Optimalen Steuerung dar. Zusätzlich zu den üblichen Beschränkungen für die Steuergrößen oder die Systemzustände werden hier jedoch weitere Beschränkungen gefordert, die selbst wieder als Optimalsteuerungsprobleme formuliert werden.

Zeitraum: 01.04.2004 - 30.04.2009
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Optimierte Geometrien bei der Strömung von viskosen und viskoelastischen Flüssigkeiten in geneigten offenen KanälenOptimierte Geometrien bei der Strömung von viskosen und viskoelastischen Flüssigkeiten in geneigten offenen Kanälen
Filmströmungen finden sich in einer Vielzahl von technischen Anwendungen, zB. Ölfilme im Automotor oder Beschichtungen mit Lacken. Trotz ihrer großen Bedeutung ist bis heute nicht geklärt, wie etwa die Geometrie eines Kanals beschaffen sein muss, damit man eine maximale Strömungsgeschwindigkeit oder wirbelfreie Strömung erreicht.

Zeitraum: seit 01.04.2003
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Invariante Unterräume bei der Parameterschätzung mit Anwendungen in der GlasschmelzeInvariante Unterräume bei der Parameterschätzung mit Anwendungen in der Glasschmelze

Durch mathematische Optimierung kann der Energie-Einsatz bei der Glasherstellung deutlich verringert werden. In diesem Projekt wurden insbesondere Methoden zur Identifikation der invarianten Unterräume der Parameterschätzungen, die nach einer Ersatzmodellierung durch gewöhnliche Differentialgleichungen auftreten, entwickelt.

Zeitraum: 01.03.2003 - 30.06.2004
Leitung: Prof. Dr. Dr. h.c. Peter Maaß, Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Optimierung thermo-mechanischer Vorgänge beim LaserstrahlschweißenOptimierung thermo-mechanischer Vorgänge beim Laserstrahlschweißen
Mithilfe von mathematischen Optimierungsmethoden können geeignete Zusatzwerkstoffe, die auf die metallurgischen Eigenschaften einwirken, so ausgewählt werden, dass die Heißrissbildung beim Laserschweißen minimiert wird.

Zeitraum: 01.01.2003 - 31.03.2004
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Sollwertgenerierung für SensorenSollwertgenerierung für Sensoren
Das Unternehmen Mahr GmbH produziert u.a. hochgenaue Messinstrumente, in denen Sensoren vorgegebene Messpunkte anfahren müssen. In dem Projekt werden Methoden zur Berechnung optimaler, dreidimensionaler Bahnen durch solche vorgegebenen Sollwerte entwickelt.

Zeitraum: 01.04.2002 - 31.08.2004
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens

Logo Projekt Optimierung in der Logistik: Modellierung und Echtzeitoptimalsteuerung eines neuen Hochregallager-BediensystemsOptimierung in der Logistik: Modellierung und Echtzeitoptimalsteuerung eines neuen Hochregallager-Bediensystems
Ein neues Hochregallagerbediensystem sieht die Be- und Entladung mit mehreren koaxial befestigten Regalbediengeräten vor, um eine höhere Effizienz der Ein- und Auslagerungsvorgänge zu erreichen. Die Bediengeräte kommen auf verschiedenen Ebenen zum Einsatz, wodurch ein gegenseitiges Überholen möglich wird. Die Lastaufnahmemittel geraten beim Transport in Schwingung, die im Endzeitpunkt zu verhindern ist.

Zeitraum: 01.11.2001 - 31.12.2004
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens