In dieser Arbeit wird ein prädiktives Regelungskonzept für multimodale Energieverteilsysteme vorgestellt. Zunächst wird ein durchgängiges Modellierungskonzept für alle Arten von multimodalen Verteilnetzzellen entwickelt. Mithilfe dieser Modelle wird dann eine modellprädiktive Regelungsstrategie zum optimalen Betrieb des multimodalen Energieverteilsystems entworfen. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl eine Betriebskostenreduktion, als auch eine lokalere Nutzung von EE erreicht werden kann. This work presents a model predictive control for Multi-Carrier Energy (MCE) systems. Therefore a general modeling concept for all kind of MCE distribution grids is developed. Based on these models a predictive control strategy for the optimal operation of the system is designed. The results show that by using this control scheme a more locale use of renewables or a significant reduction of the operation costs can be achieved.

In diesem Buch erfolgt eine Betrachtung von kooperativen Regelkreisen in denen Mensch und Automation gemeinsam die Regelung eines Systems übernehmen. Es erfolgt eine formale Modellierung der Problemstellung aus der ein systematisches, kooperatives Regelkonzept abgeleitet wird. Kern ist die Lösung eines Differentialspiels auf einem gleitenden Horizont. Auf Basis dieses Konzepts werden zwei kooperative Fahrerassistenzsysteme entwickelt (Querführung und Längsführung). Cooperative control loops in which human and a technical automation system perform a control task in close cooperation are investigated. A control framework is proposed which is based on a formal description of the cooperative control problem. The main idea of the control algorithm is to solve a differential game on a sliding horizon. The concept has been applied to design two cooperative advanced driver-assistance systems. One for the longitudinal driving task, one for the lateral driving task.

Für die Vorhersage gezielter menschlicher Bewegungen ist eine Modellierung der Bewegungskontrolle unter Berücksichtigung von diskreten Bewegungsprimitiven wichtig. Neben der Herleitung eines auf neurobiologischen Erkenntnissen basierenden formalen Bewegungsmodells liefert diese Arbeit auch neuartige Verfahren zur gesicherten Bestimmung der Modellparameter. Die Verfahren werden am Beispiel der Prädiktion von Lenkbewegungen im Kraftfahrzeug demonstriert. The consideration of discrete motor primitives in models of human motor control is essential for the realistic prediction of voluntary movements. In this book a formal movement model is derived from neurobiological findings as well as new identification and learning methods are presented for the secured determination of the model parameters. Both the model and the identification methods are demonstrated using the example of predicting human driver steering movements.

In dieser Arbeit werden modellbasierte Verfahren zur Online-Identifikation physikalischer Alterungsparameter von Batteriezellen entworfen und auf die Lithium-Ionen-Zelle angewendet. Die neuartigen Methoden basieren auf fraktionalen Impedanzmodellen und agieren, im Unterschied zum State-of-the-Art, erstmals als late-lumping Verfahren. Zudem wird in diesem Beitrag die zeitvariante fraktionale Systemtheorie um eine Steuerbarkeitsanalyse und eine energieoptimale Steuerung erweitert. In this work, model-based methods for the online identification of physically motivated aging parameters of battery cells are presented and applied to lithium-ion-cells. The new methods are based on fractional impedance models and, in contrast to the state of the art, are late-lumping approaches. A further contribution of this work is the extension of the theory of time-variant fractional systems by a controllability analysis and an energy-optimized control.

Diese Arbeit widmet sich der Entwicklung zweier neuer Methoden zur Bestimmung von Zustandsmengen für lineare parametervariante Systeme. Erzeugt werden diese Zustandsmengen in Form von Intervallvektoren durch Intervallbeobachter auf Basis von unbekannten, aber beschränkten Unsicherheiten der Ein-/ Ausgangsgrößen und der Parameter. In Kombination mit einem neuartigen Intervallmodell des Wechselrichters wird die Wirksamkeit der Methoden am Beispiel der Asynchronmaschine gezeigt. The topic of this publication is the design of two new set-based methods for the determination of the states of linear parameter-varying systems. These sets are computed by interval observers based on unknown but bounded inputs, outputs and parameters. The effectiveness of the methods is demonstrated by the state estimation of an induction motor that is achieved by combining the interval observers with a novel model of a voltage source inverter.

Fahrdynamikuntersuchungen eines batterieelektrisch betriebenen Elektrofahrzeugs mit Einzelrad-Hinterradantrieb. Es werden von einer analytischen Herleitung über Vollfahrzeugsimulationen bis zu Fahrversuchen im Funktionsprototyp durchgängige Aussagen zu fahrdynamischen Veränderungen bei Erhöhung der Hinterachslast und deren Kompensationsmöglichkeiten durch Torque Vectoring generiert. Research on the drivability of a battery electric vehicle with single wheel drives on the rear axis. Theoretical analyses and simulation results as well as real driving test with a prototype car are performed to generate an understandig on the influences of increased rear axle loads on the driveability. Furthermore, the capability to compensate eventual disadvantages via torque vectoring are discussed.

Es ist notwendig, dass die Zustände aller Zellen innerhalb einer Lithium-Ionen-Batterie bekannt sind, um einen sicheren und optimalen Betrieb zu gewährleisten. Zur Ermittlung dieser Zustände werden in dieser Arbeit drei neue Methoden zur verteilten Zustandsschätzung hergeleitet, welche auf fraktionalen Modellen und dem Kalman-Filter basieren. Mithilfe dieser Verfahren lassen sich zusätzlich die Teilströme der Batterie schätzen, wodurch sich Sensoren einsparen lassen. It is necessary that the states of all cells of a lithium ion battery are known to guarantee a safe and optimal operation. In order to determine these states, three new methods for distributed state estimation which are based on fractional models and on the Kalman filter are derived in this work. Using these techniques, the branch currents of the battery can be additionally estimated to save sensors.