Abschlussarbeit: Modellprädiktive Regelung eines Brennstoffzellen-Antriebssystem für die Luftfahrt

• Einarbeitung in die vorhandene, prototypische Implementierung in MATLAB/Simulink und CasADi
• Anpassung zur Portierung auf ein reales Steuergerät
• Vorbereitung, Durchführung und Analyse von HiL-Tests
• Optimierung vor dem Hintergrund realer, technischer Herausforderungen
• Optional: Erweiterung auf Regelung eines gekoppelten HT/LT-Kühlkreislaufs
• Optional: Entwurf ggf. notwendiger Zustandsschätzer

Zum Hintergrund: 

Der Maximierung der Leistungsfähigkeit des Brennstoffzellensystems kommt in der Anwendung als Luftfahrtantriebssystem eine überragende Bedeutung zu. Leistungsdichte und Energieeffizienz wirken sich unmittelbar auf die erzielbare Reichweite aus. Gleichzeitig müssen systemschädigende Betriebsbedingungen verhindert werden. Modellprädiktive Regelung (MPC) ermöglicht eine vorausschauende, optimale Regelung unter Berücksichtigung von Zustands- und Steuerbeschränkungen.
Die Kühlung des Brennstoffzellenverbunds ist kritisch für die Effizienz und Leistungsfähigkeit des gesamten Antriebssystems. Die optimale Mehrgrößenregelung des Hochtemperatur-Kühlkreislauf (HT) bildet einen idealen Einstiegspunkt in die Umsetzung einer modellprädiktiven Regelung für Brennstoffzellensysteme. Die ausgeschriebene Arbeit knüpft an eine laufende (zum März 2024) Masterarbeit an. Auf Basis der vorhandenen, prototypischen Implementierung einer MPC zur Regelung des HT-Kühlkreislaufs soll durch Portierung auf ein Steuergerät im Rahmen einer Hardware-in-the-Loop (HiL) Simulation der Machbarkeitsnachweis erbracht werden. Die Umsetzung der modellprädiktiven Regelung soll vor dem Hintergrund realer, technischer Herausforderungen optimiert werden. Perspektivisch soll die erweiterte regelungstechnische Aufgabenstellung eines gekoppelten Hochtemperatur/Niedertemperatur-Kühlkreislaufs (HT/LT) adressiert werden.

• Du studierst aktuell im Master Technische Kybernetik, Technische Informatik, Maschinenbau, Elektrotechnik oder Luft- und Raumfahrttechnik
• Du hast ein abgeschlossenes Bachelorstudium oder Vordiplom in Technischer Kybernetik, Technischer Informatik, Maschinenbau, Elektrotechnik oder Luft- und Raumfahrttechnik
• Du hast vertiefte Kenntnisse in der modellbasierten (Mehrgrößen-)Regelung/Optimierung
• Du bringt gute Programmierkenntnisse in MATLAB/Simulink sowie in C/C++ mit 
• Idealerweise hast du praktische Erfahrung in der SW-Entwicklung für Embedded HW

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