Teilprojekt 2: Numerische Methoden zur optimierungsbasierten Regelung zyklischer Prozesse
Die Arbeitsgruppe für Systemtheorie, Regelungstechnik und Optimierung an der Albert-Ludwigs Universität Freiburg hat viele Jahre Erfahrung in der Entwicklung effizienter numerischer Methoden und Software für die nichtlineare modellprädiktive Regelung und ihrer Anwendung auf Systeme mit Zeitskalen im Milli- und Mikrosekundenbereich. Insbesondere werden innerhalb der Arbeitsgruppe die quelloffenen Softwarepakete BLASFEO und acados entwickelt.
BLASFEO stellt hoch performante, für eingebettete Optimierung maßgeschneiderte, Lineare-Algebra-Operationen zur Verfügung, welche u.a. im Softwarepaket acados erfolgreich verwendet werden. Das Softwarepaket acados bietet effiziente Algorithmen für die Lösung von Optimalsteuerungsproblemen auf eingebetteter Hardware und wurde im Rahmen des Forschungsprojekts bereits erfolgreich angewendet.
Ziele in Förderperiode 2
Das Ziel dieses Teilprojekts ist es, mit innovativen algorithmischen Ideen die Regelung schneller zyklischer Prozesse in Echtzeit zu ermöglichen. Die Herausforderungen, die mit dem realen Betrieb insbesondere der PCCI und GCAI Motoren in Aachen und Zürich einhergehen, fordern neue algorithmische Entwicklungen und numerisch günstige Problemformulierungen.
In der zweiten Förderperiode sollen insbesondere folgende Vorhaben bearbeitet werden:
- Parallele Online-Optimierung basierend auf einer Multi-Level-Architektur
- Verschränkung von Optimierungsproblemformulierungen und Numerik
- Approximative Methoden für robuste Regelung schneller zyklischer Prozesse
Highlights der Förderperiode 1
- Diskrete Modellformulierung für echtzeitfähige Regelung des GCAI Prozesses
- Zero-Order Optimierungsansatz
- Inexact Newton with Iterated Sensitivities (INIS)
- Entwicklung der quelloffenen Software acados
Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Moritz Diehl
Teilprojektleiter
Katrin Baumgärtner
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Jonathan Frey
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
