energieoptimaler Industrieanlagen sowohl im Bereich der elektrischen wie auch der hydraulischen Antriebstechnik bzw. der
hybriden Antriebstechnik resp. zur Nutzung aller energetischen Rekuperationsmöglichkeiten in der Fahrzeugtechnik
sind Fragestellungen zur Modellbildung, Simulation von Komponenten und Systemen sowie spezifische Aspekte zur sowohl experimentellen wie auch industriepraktischen Umsetzung von zentraler Bedeutung.
Schwerpunkt der Forschung am Lehrstuhl SRS ist seit 2007 die Realisierung des IGF-Vorhaben ‚Brennstoffzellenbasierter Hybridantrieb’ in Kooperation mit dem Lehrstuhl Energietechnik. Im Rahmen des Projektes sind am Lehrstuhl SRS praktisch alle Fragestellungen zur hybriden Antriebstechnik (Versorgungshybrid) bearbeitet worden, die für zukünftige Fahrzeuge der Elektromobilität sowie der brennstoffzellenbasierten E-Mobilität von Bedeutung sind, insbesondere die
Modellbildung von Komponenten (Speichersysteme (Akku, SuperCap), DC/DC-Wandler, Motoren, Brennstoffzelle u.ä.),
Regelung von Komponenten (Motoren, DC/DC-Wandler, Brennstoffzelle) und die
Regelung der Gesamtsystemdynamik durch PowerManagement/Energiemanagement unter Beachtung von Aspekten der Effizienz, Alterung etc. von Komponenten.
Der im Rahmen des von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) des VDMA begleiteten Projektes der industriellen Gemeinschaftsvorschung entwickelte Versuchsstand in Hardware-in-the-Loop Technik (HiL) erlaubt Forschung von und mit allen Komponenten und Topologien (Range Extender, Vollhybrid etc.) sowie die Realisierung beliebiger Lastprofile.
Eine kurze Beschreibung des durch die Lehrstühle Energietechnik und SRS realisierten Gesamtprojektes durch den Leiter des Arbeitskreises Mechatronik der FVA, Prof. Wolff, Fa. Bosch findet sich als Ausschnitt aus dem Geschäftsbericht der FVA 2008.
Im Kontext anderer Projekte sind die Erschließung und Beschreibung elektrischer Rekuperation von und mit Komponenten der Fahrzeugtechnik sowie die Auslegung und Optimierung von Hybridsystemen einschließlich Rekuperation Gegenstände aktueller Forschung.
Projekte im Forschungsfeld werden bearbeitet durch: Liu, Y.; Söffker, D.
Zur wissenschaftlichen Ausstattung des Lehrstuhles gehören Versuchsstände für hydraulische und pneumatische Antriebe in Form von Linearantrieben (Gleichgang-, Differentialzylinder) und rotatorischen Antrieben (Motoren, Schwenkantriebe). Diese Antriebe zeichnen sich in Verbindung mit den zugehörigen Ventilen durch ein stark nichtlineares Übertragungsverhalten aus, so dass sich die Anwendung der im Rahmen einer Vielzahl von Forschungsprojekten entwickelten Methoden der nichtlinearen Systemtheorie zur Modellbildung, Strukturanalyse und zum Reglerentwurf anbietet.
Im Rahmen des SBF 291 ("Elastische Handhabungssysteme für schwere Lasten in komplexen Operationsbereichen") waren hydrostatische Linearantriebe Gegenstand der Untersuchungen. Bei der Systemanalyse wurden insbesondere Verfahren der Differentialalgebra und der Graphentheorie erfolgreich eingesetzt. Neben der Entwicklung nichtlinearer Regelungskonzepte für die Hydrozylinder wurde ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines elastischen Armes entwickelt und erprobt.
Grundsätzliche Fragestellungen zur Positions- und Kraftregelung von Hydraulikzylindern lassen sich ideal am vorhandenen Hardware-in-the-Loop Versuchsstand realisieren, hierbei liegt ein Differenzialzylinder im Kraftschluss mit einem Gleichgangzylinder, beide Hydraulikaktoren lassen sich über ein dSPACE-Systeme dynamisch ansteuern und regeln.
Aktuelle Untersuchungen beinhalten die Entwicklung virtueller Sensorik, d.h. die Überwachung von Kraftsensoren bzw. Wegsensoren auf Basis der aus den Drucksignalen unter Verwendung von Modellwissen gewonnen Informationen zur sicherheitstechnischen Überwachung der Sensorik bzw. den Ersatz der entsprechenden Sensorik. Ebenfalls erforscht werden neue, robuste, lineare und nichtlineare Kraft- und Positionsregelungen.
Moderne Aktoren (Piezokeramiken, Drähte aus Formgedächtnislegierungen, etc.) zeichnen sich durch hysteretisches Verhalten der Kraft-Weg Beziehungen aus, welche die dynamischen Eigenschaften negativ beeinflussen. In der Regel werden derartige nichtlineare Eigenschaften beim Entwurf von Regelungen vernachlässigt.
Die Idee, von einem allgemeinen hysteretischen Verhalten eines Aktors auszugehen, dieses als bekannt, gegeben bzw. identifiziert vorauszusetzen und hierauf aufbauend geeignete Regelungsstrategien zu entwerfen, würde in der Konsequenz die nutzbaren dynamischen Eigenschaften von Aktoren erweitern und damit neben der Verbesserung der Positioniergenauigkeit auch die dynamischen Eigenschaften wesentlich verbessern.
TEAM 
LEHRE/FORSCHUNG 
KOOPERATION 
SCIENCE COMMUNICATION 
