Teamleiter CACSD

Dr. Jan Heiland
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Teamleiter
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Raum: S2.13

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Björn Baran
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Raum: S3.14
Dr. Tim Mitchell
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Raum: S2.19
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Christoph Trautwein
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Prof. Dr. Peter Benner
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Dr. Tony Stillfjord
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Computer Aided Control System Design

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Computer Aided Control System Design

Rechnerunterstützte Regelsystem-Synthese (engl.: computer aided control system design) steht für numerische Methoden, die Systeme mit Ein- und Ausgängen modellieren, diskretisieren und simulieren. Die effektive Umsetzung kombiniert Methoden aus den Bereichen der Modellreduktion, der Matrix-Gleichungen und des wissenschaftlichen Rechnens.

Eines unserer Kernforschungsgebiete ist die computergestützte Steuerung von Systemen bestimmt durch Differentialgleichungen. Insbesondere betrachten wir numerische Aspekte der Optimalsteuerung mit Nebenbedingungen gegeben durch partielle Differentialgleichungen. Die numerische Behandlung dieser Probleme benötigt dann die effiziente Lösung von großen linearen Gleichungssystemen in Sattelpunktform oder Riccati-Matrixgleichungen.

Desweiteren beschäftigen wir uns mit der Entwicklung von Algorithmen zur robusten Steuerung und Stabilisierung von Deskriptorsystemen, die aus der Diskretisierung von Differentialgleichungen mit Nebenbedingungen entstehen. Dabei ist die Entwicklung von optimierten sogenannten H-unendlich Reglern von großer Bedeutung. Ebenso spielt die Berechnung von Systemnormen eine große Rolle. Alle von uns entwickelten Verfahren werden intensiv getestet und in effiziente und robuste Softwareumgebungen umgesetzt.

Projekte

Partner: Shanghai UGefördert durch: DFG, MPI, IMPRS, CDZ, Chinese High-end Foreign Experts programFörderperiode: DFG SPP1253 (until 10/2013), MPI (since 11/2013)Kontakt: Jan Heiland

Stabilisierung und Optimierung von Strömungen

Partner: Shanghai U
Gefördert durch: DFG, MPI, IMPRS, CDZ, Chinese High-end Foreign Experts program
Förderperiode: DFG SPP1253 (until 10/2013), MPI (since 11/2013)
Kontakt: Jan Heiland
Partner: Augsburg UGefördert durch: MPIFörderperiode: since 12/2013Kontakt: Jan Heiland

Numerische Behandlung von Optimalsteuerungsproblemen mit DAE Nebenbedingungen

Partner: Augsburg U
Gefördert durch: MPI
Förderperiode: since 12/2013
Kontakt: Jan Heiland

Partner: New York U, TU Berlin, Lehigh U, Aquila U, MITGefördert durch: MPI, NYUFörderperiode: since 10/2015Kontakt: Tim Mitchell

Numerische Methoden für robuste Steuerung und Optimierung

Partner: New York U, TU Berlin, Lehigh U, Aquila U, MIT
Gefördert durch: MPI, NYU
Förderperiode: since 10/2015
Kontakt: Tim Mitchell
Partner: U Split, Strossmayer U OsijekGefördert durch: Croatian Science FoundationFörderperiode: 07/2015 – 06/2019Kontakt: Jonas Denißen

Optimierung parameterabhängiger Systeme

Partner: U Split, Strossmayer U Osijek
Gefördert durch: Croatian Science Foundation
Förderperiode: 07/2015 – 06/2019
Kontakt: Jonas Denißen
Partner: U HalleGefördert durch: MPI, IMPRSFörderperiode: since 04/2015Kontakt: Christoph Trautwein

Analysis von SPDE Steuerungsproblemen

Partner: U Halle
Gefördert durch: MPI, IMPRS
Förderperiode: since 04/2015
Kontakt: Christoph Trautwein
Partner: NUST Islamabad, TU Delft, PSE GroupGefördert durch: MPIFörderperiode: since 06/2016Kontakt: Jan Heiland

MOR für gesteuerte Systeme

Partner: NUST Islamabad, TU Delft, PSE Group
Gefördert durch: MPI
Förderperiode: since 06/2016
Kontakt: Jan Heiland

Abgeschlossene Projekte

HPC Gebietszerlegung für Optimierung unter PDE Nebenbedingungen

Gefördert durch: CDS (01/2013-07/2013), NDS (08/2013-01/2014)
Wissenschaftler: Martin Stoll, Andrew Barker

Discontinuous Galerkin Methoden für Optimierung unter PDE Nebenbedingungen und insbesondere Reaktions-Diffusions Systemen

Gefördert durch: MPI, CDS (since 10/2012)
Wissenschaftler: Peter Benner, Hamdullah Yücel, Martin Stoll

Ausgesuchte Veröffentlichungen

1.
F. E. Curtis, T. Mitchell, and M. L. Overton (2017)
A BFGS-SQP Method for Nonsmooth, Nonconvex, Constrained Optimization and its Evaluation using Relative Minimization Profiles
DOI
2.
J. Heiland (2016)
A Differential-Algebraic Riccati Equation for Applications in Flow Control
DOI
3.
P. Benner, M. Heinkenschloss, J. Saak, and H. K. Weichelt (2016)
An inexact low-rank Newton–ADI method for large-scale algebraic Riccati equations
DOI
4.
P. Benner and J. Heiland (2015)
LQG-Balanced Truncation Low-Order Controller for Stabilization of Laminar Flows
DOI
 
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