Kurzfassung

Technische Systeme, vor allem automatisierte technische Prozesse, sind in der Regel aus kontinuierlich wirkenden und ereignis-diskret arbeitenden Subsystemen aufgebaut. Solche gemischt kontinuierlich-diskreten oder hybriden Systeme können infolge ihres spezifischen Einzelverhaltens und aufgrund von dynamischen Wechselwirkungen zwischen den Subsystemen komplexe, in der Regel nur schwer überschaubare Verhaltensformen aufweisen. Sowohl einem
systematischen Entwurf, als auch einer objektiven...Technische Systeme, vor allem automatisierte technische Prozesse, sind in der Regel aus kontinuierlich wirkenden und ereignis-diskret arbeitenden Subsystemen aufgebaut. Solche gemischt kontinuierlich-diskreten oder hybriden Systeme können infolge ihres spezifischen Einzelverhaltens und aufgrund von dynamischen Wechselwirkungen zwischen den Subsystemen komplexe, in der Regel nur schwer überschaubare Verhaltensformen aufweisen. Sowohl einem
systematischen Entwurf, als auch einer objektiven Systembeurteilung liegen deshalb erwartungsgemäß anspruchsvolle Analyse- und Syntheseschritte zugrunde.
Obwohl hybride Systeme in vielen Bereichen der Ingenieurtechnik eine wachsende Bedeutung erhalten, existieren zu ihrer formalen, methematischen Beschreibung und Analyse nur erste Ansätze. Methodiken zum gezielten Entwurf solcher Systeme liegen praktisch nicht vor.
Gegenstand des Schwerpunktprogramms ist deshalb die Grundlagenforschung auf dem Gebiet der kontinuierlich-diskreten, technischen Systeme im Hinblick auf die Analyse ihres Gesamtverhaltens und den
systematischen, integrierten Entwurf ihrer Systemkomponenten. Dies umfaßt insbesondere:
+ die integrierte mathematische Modellierung kontinuierlich-diskreter Systeme
+ die vollständige, korrekte und effiziente Simulation
+ die qualitative und quantitative Systemanalyse basierend auf Modell, Simulation und Experiment
+ die formale Spezifikation des gewünschten Systemverhaltens
+ Methoden zum systematischen Entwurf auf der Grundlage formaler Spezifikationen
+ Hilfsmittel zur Implementierung und entsprechende CAE-Werkzeuge
Entwickelte Werkzeuge und Verfahren sollen an repräsentativen Fallbeispielen aus relevanten Anwendungsbereichen prototypisch erprobt werden.
Unter kontinuierlich-diskreten oder hybriden Systemen sollen hier primär solche Systeme verstanden werden, deren Verhalten durch das Zusammenwirken nicht vernachlässigbarer und nicht trivialer kontinuierlicher und diskreter Teilsysteme qualitativ und quantitativ bestimmt wird. Kontinuierliche Systeme mit sehr einfachen diskreten Komponenten, wie schaltenden Reglern für einzelne Prozeßgrößen ohne nennenswerte logische Verarbeitungsfunktionen und kontinuierliche Systeme, die in unterschiedlichen Arbeitsbereichen durch strukturell unterschiedliche Modelle beschrieben werden, sind bereits gut erforscht. Die Arbeiten in diesem Schwerpunktprogramm sollen deshalb bevorzugt solche Systeme zum Gegenstand haben, in denen beide Aspekte dynamischen Verhaltens für die Entwurfsaufgaben wesentlich sind.
Arbeiten zur rein qualitativen (logischen) Analyse von ereignis-diskreten Systemen sind nur insoweit von Interesse, als sie spezifisch für das hier betrachtete Anwendungsgebiet weiterentwickelt oder modifiziert werden.
Arbeitsschwerpunkt in Koblenz:
Das Forschungsprojekt behandelt Methoden zur Beherrschung der Komplexität und zur Berechnung optimaler Steuerstrategien. Die Methoden basieren auf der Einbeziehung von Strukturkenntnissen, auf der effizienten Beschreibung von Markierungsmengen mittels Ordered Natural Decision Diagrams, auf der Spezifikation des geforderten Verhaltens des Steuerungsobjektes in einer erweiterten Temporalen Logik und auf modularen Konzepten zur Dekomposition der Modelle. Die Ergebnisse sollen in ein Werkzeug zur computergestützten Synthese optimaler Steuerstrategien für große Systeme implementiert werden.» weiterlesen» einklappen