MS

Dr.-Ing. Manuel Schwartz

  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
    Campus Süd
    Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme
    Geb. 11.20 (Engler-Villa)
    Kaiserstr. 12
    D-76131 Karlsruhe

Lebenslauf

Ab 2011 Bachelorstudium der Elektro- und Informationstechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Dabei Bearbeitung eines Forschungsprojekts zum Thema „Approximative Berechnung der Momente populationsdynamischer Systeme“ (2013) und Bachelorarbeit mit dem Titel „Entwurf eines robusten Mehrgrößenreglers für einen chemischen Reaktor“ (2014). Praktische Tätigkeit am Forschungszentrum der Asea Brown Boveri (ABB) in Ladenburg (2014). Ab 2014 Masterstudium der Elektro- und Informationstechnik am Karlsruher Institut für Technologie mit der Vertiefung Regelungs- und Steuerungstechnik. Abschluss des Studiums mit einer Masterarbeit zum Thema „Verbesserung der Lösungseinschließung von Intervallbeobachtern durch Einsatz einer Beobachterschar am Beispiel der Asynchronmaschine“ (2016). Zwischen 2016 und 2022 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme. Promotion zum Thema „Topologie-Optimierung eines radselektiv angesteuerten Fahrzeugs basierend auf einer optimalen Fahrzeugführungsregelung“ (2022). März 2022 bis März 2024 Forschungsgruppenleiter am Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme mit den Schwerpunkten: Sichere Trajektorienplanung, kooperierende Multi-Roboter-Systeme, Überaktuierte Systeme und Regelungsmethoden. Seit April 2024 Entwicklungsingenieur bei Physik Insturmente (PI) GmbH & Co. KG in Karlsruhe.

Forschung

Vorausschauende sichere Planung und optimale Ausnutzung der Redundanz technischer Systeme

Ein Forschungs-Fokus sind aktuell sichere modellbasierte Trajektorienplanungs-Verfahren. Das Ziel ist dabei, das Verhalten eines Systems unter zuvor festgelegten Performanz-Kriterien zu bestimmen. Methodische Ansätze, wie die Berechnung von Erreichbarkeitsmengen, ermöglichen vorauschauend das technische System so anzusteuern, dass bereits in der Verhaltensplanung Unsicherheiten explizit berücksichtigt werden, sodass die Sicherheit des Systems garantiert werden kann. Bei dieser Gesamtsystembetrachtung werden dynamische Nichtlinearitäten und Unsicherheiten des kaskadierten Systems in den Planungsalgorithmus integriert. Insbesondere stehen dabei überaktuierte Systeme im Mittelpunkt der Forschung, welche eine Systemklasse mit einer hohen Anzahl von Antriebs- oder Bewegungsfreiheitsgraden darstellen, um die Performanz und die Sicherheit durch gegebene aktorische Redundanz zu optimieren. Ein weiterer Forschungs-Schwertpunkt ist deshalb der Regelungsentwurf und die Steuerung dieser überbestimmten technischen Systeme. Unter Beibehalt einer sicheren und anforderungsorientierten primären Funktion werden dabei zusätzliche Performanz-Eigenschaften, wie beispielsweise der Energieverbrauch, durch das Entwurfsverfahren integriert. Derzeit betrachtete Anwendungsgebiete sind allradgelenkte Fahrzeuge, Nanopositionier-Aktoren, Transportroboter und Multi-Roboter-Systeme.

Folgende Schwerpunkte werden bearbeitet

  • Berechnung garantiert erreichbarer Zustandsmengen für die Bewegungsplanung hochautomatisierter Fahrzeuge
  • Modellbasierte und vorrauschauende Regelung überaktuierter Nano-Positioniersysteme
  • Sichere und dynamische Bahnplanung für mobile Roboter
  • KI-basierte Trajektorienfolgeregelung
  • Kooperation gekoppelter Multi-Roboter-Systeme zur flexiblen Fertigung im Kontext der Industrie 4.0

Lehre

  • seit Februar 2023 Lehrbeauftragter DHBW Stuttgart, IoT – Mechatronische Anwendungen
  • seit Oktober 2023 Lehrbeauftragter DHBW Stuttgart, Regelungssysteme/Control Systems
  • Oktober 2018 bis  März 2020 Prüfer Praktikum Automatisierungstechnik
  • Juni 2016 bis Februar 2019 Betreuung Vorlesung, Übung und Workshop Mechatronische Systeme und Produkte (MSuP)

 

Offene Abschlussarbeiten
Titel Typ
Laufende Abschlussarbeiten
Titel Typ Bearbeiter
Abgeschlossene Abschlussarbeiten
Titel Typ Bearbeitung
Analysis of the control and chassis design interaction considering the camber angle actively Masterarbeit

Rajat B.
Ausarbeitung einer Stellgrößenverteilung (CA) zur Verbesserung des Fahrkomforts eines radselektiv angesteuerten Fahrzeugs Bachelorarbeit

Florian K.
Ausarbeitung von Control Allocation Algorithmen und Regelung eines radselektiv angetriebenen und gelenkten Fahrzeugs Bachelorarbeit

Marcus B.
Automatisierte Streckengenerierung und Animation eines radselektiv angetriebenen Masterarbeit

Sen F.
Design of a generic trajectory plan for the parking of a multidirectionally manoeuvrable vehicle Masterarbeit

Hanzhe W.
Design of an Artificial Neural Network for Approximation of a Model Predictive Controller Masterarbeit

Zihao C.
Energieoptimale Stellgrössenverteilung eines radselektiv angesteuerten Elektrofahrzeugs Bachelorarbeit

Florian M.
Entwurf einer Horizontaldynamikregelung auf Basis der Spieltheorie für ein radselektiv angetriebenes Fahrzeug Masterarbeit

Lukas H.
Entwurf einer MPS sowie eines KNN zur Lenkwinkel- und Drehzahlbestimmung der Räder eines radselektiv angesteuerten Fahrzeugs Masterarbeit

Kunteng Z.
Entwurf einer automatisierten Fahrwerksauslegung basierend auf Evolutionären Algorithmen Masterarbeit

Tingting T.
Entwurf einer fehlertoleranten Fahrdynamikregelung unter Verwendung der Redundanz radselektiv angesteuerter Fahrzeuge Masterarbeit

Marco S.
Entwurf einer robusten Positionsregelung mit kaskadierter flacher Geschwindigkeitsregelung eines radselektiv angetriebenen Elektrofahrzeugs Masterarbeit

Thomas R.
Entwurf eines Optimierungsverfahrens zur Minimierung des Energieverbrauchs durch Auslegung der kinematischen Kennwerte eines radselektiv angesteuerten Fahrzeugs Bachelorarbeit

Lukas L.
Entwurf und Stabilitätsanalyse einer holistischen modellprädiktiven Fahrdynamikregelung für ein radselektiv angesteuertes Fahrzeug Masterarbeit

Lukas K.
Erprobung einer Pfadfolgeregelung mit Komfortnebenbedingungen radselektiv angesteuerter Fahrzeuge Bachelorarbeit

Kevin J.
Fahrdynamikregelung eines radselektiv angetriebenen Fahrzeugs basierend auf modellprädiktiven Methoden Masterarbeit

Florian S.
Implementierung und Analyse optimierungsbasierter Control Allocation Methoden am Beispiel eines radselektiv angetriebenen und gelenkten Fahrzeugs Masterarbeit

Shuzhou M.
Konzeption einer autonomen Pfadfolgeregelung zur komfortoptimalen Fahrzeugführung eines radselektiv angesteuerten Fahrzeugs Masterarbeit

Lukas H.
Methode zur Konzeptionierung eines Fahrwerks für Fahrzeuge mit radselektiven Lenkwinkeln bis 60° Masterarbeit

Serhii F.
Model Predictive Reference Generation for Steering and Drive of Wheelindividually Controlled Vehicles Masterarbeit

Tiancheng Wang
Modellbildung und Regelung der Vertikaldynamik eines Fahrzeugs mit radselektiver Ansteuerung sowie aktivem Fahrwerk Bachelorarbeit

Nina M.
Modellierung und Regelung der Lenkungsdynamik sowie der kinematischen Kennwerte einer Radaufhängung eines Fahrzeugs mit radselektiver Lenkung Bachelorarbeit

Chengping Z.
Modellierung und Regelung eines Radnabenmotors basierend auf der Radund Reifendynamik sowie der Leistungselektronik Bachelorarbeit

Fabian B.
Optimierung der konstruktiven Parameter einer Radaufhängung eines radselektiv angetriebenen Elektrofahrzeugs Masterarbeit

Tobias G.
Potentialanalyse kaskadierter modellprädiktiver Regelungen am Beispiel eines radselektiv angesteuerten Fahrzeugs Masterarbeit

Laurin L.
Validation of a Wheel-Selectively Controlled Electric Vehicle Masterarbeit

Hanwen Z.

Publikationen


2024
2023
2022
2021
2020
2019