Afdeling for Proceskontrol

1. Afdeling for Proceskontrol Aalborg Universitet

2. Organisation

3. Hvad er Proceskontrol? Proceskontrol omfatter behandling af de informationer, som indgår i alle områder for automatisering af industrielle processer, produktions- og transportanlæg.

4. FORSKNING

5. Forskningsgrupper • Intelligente Autonome Systemer • Distribuerede Realtidssystemer • Reguleringsteori • Multimedier og Teknologistøttet Læring

6. Intelligente Autonome Systemer Autonome systemer har bl.a. det fællestræk, at de behandler komplekse omgivelser, som er domineret af discrete events, hvorfor kravene til sikker og tilgængelig operation er meget høje. Der bliver anvendt informationsteknologi og reguleringsteori på højeste niveau. Som objekter kan nævnes satellitter og jordbrugs-køretøjer, hvor der stilles ekstremt store krav til robusthed og pålidelighed.

7. Distribuerede Realtidssystemer Laboratoriet for Distribuerede Realtidssystemer beskæftiger sig med deterministisk og stokastisk tidsanalyse af parallelle systemer og netværk for realtidssystemer. Netværksplanlægning, redundans og pålidelighed er derfor "key points" i gruppens arbejde. Aktuelt forskes der i analyse af "heavy tail" trafik i realtidssystemer, netværksplanlægning i storskala maritime kontrol systemer og transmis-sions delay analyse på givne netværkstopologier.

8. Reguleringsteori Gruppen arbejder med robust og optimal regulering, adaptiv regulering samt regulering af ikke-lineære systemer. Gruppen har betydelig ekspertise inden for modellering og estimation, især grey box modeling og systemidentifikation og har haft succes med at demonstrere anvendelsen af metoder fra optimeringsbaseret regulering inden for fejldetektion. Som applikationer kan nævnes sensor-systemer, piezo elektriske aktuatorsystemer, HVAC, kraftværker ogvarmeanlæg.

9. Multimedier generelt Teknologistøttet undervisning/fjernundervisning Teknologistøttet administration, organisation og planlægning Multimedier og teknologistøttet læring Gruppen arbejder med at initiere og koordinere afdelingens aktiviteter samt forskning indenfor områderne: Gruppen har desuden bidraget til iværksættelse af universitetes IT-Indsats (ITI)

10. Applikationsområder

11. FORSKNINGSPROJEKTER

12. OPTOCTRL Dette projekt omhandler ”Ikke-lineær og robust regulering af elektro-mekaniske systemer med optiske sensorer”. En række resultater er opnået især i forbindelse med to phd-projekter: • regulering af lyspen for CD-afspillere • anvendelse af wavelet teori til optimering af præcision og robusthed for optiske sensor-systemer.

13. ATOMOS IV Det primære mål for ATOMOS IV er at udnytte fordelene ved avanceret computer og kontrol teknologi i den europæiske handelsflåde på den mest kosteffektive måde. I ATOMOS IV er der valgt at gennem-føre en retrofit på udvalgte dele af den svenske isbryder Frej, for derigennem at demonstrere ATOMOS konceptets validitet. Retrofit af Frej er centreret omkring broen og dertil hørende manøvre- og radarsystemer. Dertil kommer manualsystemer mm.

14. Bluetooth er en teknologistandard der muliggør, at elektro-niske apparater og andet udstyr kan kommunikere med hinanden trådløst. Teknologien er ligeledes en integrations-teknologi, der kan medvirke til at lette integrationen af for-skellige delsystemer eller komponenter i en samlet system-løsning. På netværkslagsniveau er forskningen rettet mod "network management" systemer, der understøtter "Quality of Service" parametre som båndbredde, delay og pålidelighed. Forskningen er for øjeblikket fokuseret på kort distance indendørs anvendelser og transmissions-protokoller

15. ØRSTED Ørsted satellitten er en dansk fremstillet mikro-satellit på 61 kg, som tirsdag den 23. februar 1999 kl. 11.29.55 dansk tid blev sendt op med en Delta-raket fra Californien. Satellitten er forsynet med instrumenter, som måler Jordens magnetfelt med meget høj præcision. I Ørsted projektet har Afdeling for Proceskontrol haft ansvar for udviklingen af det totale reguleringssystem.

16. RØMER-SATELLITTEN Rømer satellittens mission er MONS. MONS-projektet har til formål at måle svingninger af stjerner, for at undersøge deres indre struktur og dynamik. Satellitten vejer 85 kg og størrelsen er 60 x 60 x 80 cm. Satellitten bliver en kasse, der minder om en vaskemaskine i størrelse, og den forventes opsendt i år 2003.

17. Global Positioning System I forbindelse med fremtidige danske satellit projekter interesserer forskergruppen bag Ørsted projektet sig for nye metoder til retningsbestem-melse og regulering. En sådan ny metode til retningsbestemmelse er baseret på signaler fra navigationssystemet GPS. Gennem anvendelsen af interferometri på signalerne fra fire antenner monteret på en måleplatform er det muligt at bestemme platformens retning. De dominerende forstyrrelser skyldes refleksioner fra omgivelserne, og forskningen sigter på at fjerne/begrænse dette problem og dermed opnå hidtil uset nøjagtighed på målingerne.

18. HVAC - Heating, Ventilation and Air Condition Der forskes i mere sofistikerede metoder for kontrol, supervision og fejl detektion/diagnose af disse anlæg. Begrundelsen for mere autonom kontrol af HVAC-anlæg er: • forbedret kontrol performance • forbedret drift på grund af integra-tionen af super-vision, kontrol design og fejldetektion/diagnose • energibesparelse

19. WAVES ”Wavelets i audiovisuelle elektroniske systemer” er et STVF rammeprogram, der sigter mod løsning af en række teknologiske problemer ved anvendelse af helt nye resul-tater fra anvendt matematik. Eksempler er: • En ”usynlig” 3D-mus • Et robotsyn-system uden kameraer • Optisk datalagring med umådelig kapacitet • Et Internet-baseret system for music-on-demand med psyko-akustisk søgning

20. Matematisk Modellering af Fysiologiske Processer I dette projekt udnyttes synergien mellem ekspertise inden for matematisk modellering og ekspertise inden for medicinsk fysiologi. Centeraktiviteterne er samlet omkring tre PhD-studier: • Modellering af sammenhænge mellem neuroaktivitet og blodgennemstrømning i hjernen; • Modellering af forholdet mellem blodtryk og blodgennemstrømning for nyrerne; • Fysiologisk og farmakologisk regulering af ionkanal-aktivitet.

21. Jordbrugsteknik Projektets overordnede formål er at fremskynde udviklingen af autonome operationer i marken gennem udvikling af en autonom platform og et informationssystem til overvågning/-monitorering af afgrødetilstand og skadegørere samt planlægning af behandlinger og anvendelse af hjælpestoffer i marken. Der skal udvikles en demonstrations-platform, der navigerer og opererer autonomt i en mark og adaptivt gene-rerer samplingsplan, og den tilhørende ruteplan identificerer afgrødetæthed og forekomster af ukrudt.

22. Regulering af kraftværk Den dynamiske model for dampkredsløbet i et kraftværk ændrer sig afgørende med belast-ningen. Dette betyder, at parametrene for en optimal regulator ændrer sig tilsvarende. Ideelt set burde en reguleringsstrategi basere sig på eksperimentelle modeller fra hele arbejdsområdet. Det er imidlertid ikke praktisk muligt at foretage et stort antal eksperimenter, og der er derfor brug for en regulerings-strategi, der kun benytter modeller baseret på nogle enkelte arbejdspunkter. I projektet er der udviklet en generel, teore-tisk metode, der ser lovende ud for kraftværksanvendelsen.

23. Sfærisk Piezoelektrisk Motor Ideen til projektet opstod i forbindelse med Ørsted projektet, idet man ønskede en kom-pakt, let og billig positioneringsaktuator med 3 frihedsgrader. Traditionelle løsnin-ger til positionering kan ikke anvendes i små satellitter pga. kravet til vægt og pris. Formålet med dette projekt er at designe og fremstille reguleringssystem til piezoelektriske motorer samt på en opbygget prototype at søge en række spørgsmål besvaret: Svingningsmønstre, pålidelighed, nålespidsernes form og hårdhed, deres holdbarhed og placering mv.

24. UNDERVISNING

25. Uddannelse

26. Studieformen på AAU Studieformen adskiller sig fra studie-formen på andre universiteter ved at der arbejdes i grupper. I begyndelsen af hvert semester dannes grupper, som hver tildeles et grupperum med kontormøbler, tavler og EDB-udstyr. Ved semesterstart vælges et projekt, og en vejleder tildeles. Den konkrete problemstilling analyseres og en løsningsmodel designes. Resultaterne dokumenteres i en projektrapport.

27. Proceskontrol-linien Undervisningen inden for Proceskontrol bliver leveret på 6.-10. semester, som hvert holdes inden for et bestemt tema, og hvor der tages udgangspunkt i et problemkompleks, som løses i løbet af semesteret. De 5 temaer dækker den centrale vifte af problemområder, der efterspørges i den danske industri.

28. Proceskontrol-specialer Afdeling for Proceskontrol tilbyder på de sidste tre semestre 3 specialiseringer, der hver for sig skærper kandidaternes faglige profil. De tre specialiseringer er følgende: • Reguleringsteknik • Intelligente Autonome Systemer • Distribuerede Realtidssystemer

29. 6. Semester: Reguleringsteknik I projekterne fokuseres mest på modellerings- og reguleringsopgaven, og i mindre grad på styringsproble-matikken. Reguleringsopgaven kræver kendskab til processen og en dynamisk model, hvorfor modellering er en væsentlig del af arbejdet på semesteret.

30. 7. Semester: Distribuerede Realtidssystemer Projektenheden tager udgangspunkt i de datatekniske aspekter, der ligger til grund for design og konstruktion af distribuerede proceskontrolsystemer. Det er muligt på 7. semester at afslutte uddannelse som diplomingeniør med speciale i Proceskontrol. De fleste vælger dog at fortsætte uddannelsen på et af de tre civilingeniørspecialer.

31. Reguleringsteknik Projekterne er teoretisk avancerede, idet der anvendes de nyeste forskningsresultater inden for robust regulering og adaptiv regulering af f.eks. ulineære systemer. Projekterne vil normalt være forankret i en praktisk forekommende proces i samarbejde med industrien.

32. Intelligente Autonome Systemer Projekterne på denne specialisering indeholder et udvidet behov for at kunne udvikle og anvende metoder til fejl-detektion, fejlisolering og fejlafhjælpning ved konfigurationsomkoblinger af reguleringsstrukturerne. Satellitten er et eksempel på objekt p.g.a. de ekstremt store krav, der stilles til robusthed og pålidelighed.

33. Distribuerede Realtidssystemer Automatiseringen i dag afvikles gennem anvendelse af et stort antal distribuerede datamater. Kommunikationen datamaterne imellem, informatio-nernes lagring og de tidskrav, som nødvendigvis må opfyldes i et dynamisk datanetkoblet computersystem kan være kritisk. Det er vigtigt allerede i designfasen at afgøre hvordan data sikres til tiden og forholde sig til, hvad der skal ske, hvis der opstår fejl. Dette kræver nyudvikling af teorier og metoder inden for sandtidssystemer.