Daten- und Antwortflächen-gesteuerter Entwurfsassistent für geregelte flexible Mehrkörpersysteme

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Bestle; Professor Dr.-Ing. Peter Eberhard
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501840485

Das Projekt zielt darauf ab, den Entwurfsprozess für geregelte flexible Mehrkörpersysteme zu revolutionieren, indem es von traditionellen fachlichen Arbeitsabläufen zu daten- und simulationsgesteuerten Paradigmen übergeht und dabei Techniken des maschinellen Lernens für die Synthese von Mechanismen und die Entwicklung fortschrittlicher Regelungsmethoden verwendet. Eine zentrale Herausforderung ist die Erkundung des multimodalen Lösungsraums, in dem verschiedene, strukturell unterschiedliche mehrfach angetriebene Mechanismen generiert werden, die dieselben Entwurfskriterien erfüllen, um so eine umfassende Auswahl an Vorschlägen zu gewährleisten. Um die vorgeschlagenen Entwürfe in zu bewerten, werden statistische Kriterien entwickelt, die sowohl transiente Leistungsmaße von praktischer und mechanischer Relevanz als auch Regelungsaspekte beinhalten. Dies wird dazu führen, dass optimale Entwürfe erstellt werden können, welche zuvor nicht berücksichtigt wurden. Ein weiterer integraler Bestandteil des Projekts sind Surrogatmodelle, die eine effiziente Simulation der flexiblen Komponenten und eine gleichzeitige Optimierung der Entwurfs- und Steuerungsparameter ermöglichen. Fortgeschrittene Regelungstechniken werden auf die unteraktuierten Mehrkörpersysteme angewendet, wobei maschinelles Lernen für eine datengesteuerte Echtzeitsteuerung eingesetzt wird, ohne dass umfangreiche Fachkenntnisse benötigt werden. Die entwickelten Methoden werden in einem allgemeinen Entwurfsassistenten zusammengeführt, der in der Lage ist, komplexe flexible Mehrkörpersysteme und die entsprechende Regelung zu entwerfen, was zu einem Paradigmenwechsel bei der Entwicklung von Spezialmechanismen führen wird.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2353: Mehr Intelligenz wagen – Entwurfsassistenten in Mechanik und Dynamik
• Internationaler Bezug: Finnland
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Henrik Ebel