Struktur-Regelungs-Interaktion: Modellapproximation und -parametrisierung zur Entwurfsoptimierung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Horst Baier
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5338588

Interaktionen von mechanischen Strukturen und Reglem entstehen z.B. bei adaptiven Strukturen bzw. bei solchen, bei der Überlappungen der dynamischen Reglerbandbreite mit derjenigen der Struktur stattfinden. Die mathematisch-formale Entwurfsoptimierung bei solchen Aufgabenstellungen führt auf Mehrzielaufgaben, bei der in diesem Vorhaben neben Strukturvariablen auch diejenigen des Reglers einschließlich der Aktorpositionen simultan behandelt werden sollen. Infolge der Modellgröße (meist viele zehntausende Freiheitsgrade eines Finite-Element-Modells) sind entsprechende Modellreduktionsverfahren und geeignete Parametrisierungsverfahren für eine effiziente aber auch ausreichend genaue Optimierung zu untersuchen. Solche Verfahren wie z.B. response-surface-Approximationen bilden zusammen mit verschiedenen Formulierungen solcher Mehrzielaufgaben und geeigneter Optimierungsverfahren der Schwerpunkt des Vorhabens. Die Vorgehensweise wird an verschiedenen rechnerischen Testbeispielen demonstriert und verifiziert. Neben der Vorgehensweise interessieren auch die dabei erzielten Ergebnisse selbst, einschließlich des Vergleiches zwischen iterativer und simultaner Behandlung der Parameter in der Entwurfsoptimierung.. Bei der rechentechnischen Behandlung der Optimierungsaufgaben ist eine Grob-Parallelisierung über gleichzeitige Analysen von Modellen unterschiedlicher Entwurfsparameter mit vielen Hochleistungs-PCs von Interesse. Mit ausgewählten Experimentalmodellen sollen wesentliche Ergebnisse demonstriert und mögliche Schwächen in der Modellbildung herausgearbeitet werden. Interaktionen von mechanischen Strukturen und Reglern entstehen z.B. bei adaptiven Strukturen bzw. bei solchen, bei der Überlappungen der dynamischen Reglerbandbreite mit dejenigen der Struktur stattfinden. Die mathematisch-formale Entwurfsoptimierung bei solchen Aufgabenstellungen führt auf Mehrzielaufgaben, bei der in diesem Vorhaben neben Strukturvariablen auch diejenigen des Reglers einschließlich der Aktorpositionen simultan behandelt werden sollen. Infolge der Modellgröße (meist viele zehntausende Freiheitsgrade eines Finite-Element-Modells) sind entsprechende Modellreduktionsverfahren und geeignete Parametrisierungsverfahren für eine effiziente aber auch ausreichend genaue Optimierung zu untersuchen. Solche Verfahren wie z.B. response-surface-Approximationen bilden zusammen mit verschiedenen Formulierungen solcher Mehrzielaufgaben und geeigneter Optimierungsverfahren der Schwerpunkt des Vorhabens. Die Vorgehensweise wird an verschiedenen rechnerischen Testbeispielen demonstriert und verifiziert. Neben der Vorgehensweise interessieren auch die dabei erzielten Ergebnisse selbst, einschließlich des Vergleiches zwischen iterativer und simultaner Behandlung der Parameter in der Entwurfsoptimierung.. Bei der rechentechnischen Behandlung der Optimierungsaufgaben ist eine Grob-Parallelisierung über gleichzeitige Analysen von Modellen unterschiedlicher Entwurfsparameter mit vielen Hochleistungs-PCs von Interesse. Mit ausgewählten Experimentalmodellen sollen wesentliche Ergebnisse demonstriert und mögliche Schwächen in der Modellbildung herausgearbeitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen