Der Siegeszug der Mikroelektronik ist faszinierend. In den vergangenen Jahrzehnten bestimmte die Mikroelektronik das Geschehen in der Informationstechnik: Immer leistungsstärkere Computer, vernetzte Systeme und das Internet sind ohne Mikroelektronik nicht denkbar. Weltweit haben Mikroelektronik-Firmen ihre strategischen Ziele im Rahmen einer in regelmäßigen Abständen aktualisierten “Roadmap” niedergelegt. Alle gehen davon aus, dass die bisher zu beobachtende Steigerung der Leistungsfähigkeit mikroelektronischer Produkte auch in den nächsten Jahrzehnten fortgesetzt werden wird. Das bedeutet konkret, dass an vielen Stellen – auch in der heutigen Massenfertigung der Mikroelektronik – die charakteristischen Abmessungen der Einzelelemente im Nanometerbereich liegen, also eigentlich schon als Nanoelektronik bezeichnet werden können. Hinzu kommt ein weiteres, ebenso spannendes Feld: die Mikrosystemtechnik.

Das Hauptmerkmal eines fehlertoleranten Regelungssystems ist die Aufrechterhaltung der Gesamtsystemstabilität und einer akzeptablen Leistung angesichts von Fehlern und Ausfällen innerhalb des Systems. In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Fehlererkennung und Ansätze der fehlertoleranten Regelung (FTR) mit einer Anwendung gegen Aktorfehler von Regelungssystemen, die aus sowohl einem einzelnen Aktor als auch mehreren Aktoren (z.B. Softrobotik) bestehen, vorgestellt. Diese Methode beruht hauptsächlich auf einem Index, genannt Fitnessindex (FI. Der FI wird durch den Vergleich der aktuellen Parameter des Aktors und die im Normalzustand mittels eines Modells geschätzt. Die Ergebnisse des Fitnessindex werden mit Hilfe des Performanceindex verwendet zur Bewertung des Schweregrades eines Aktorfehlers während des Betriebes in einem geschlossenen Regelkreis und sind die entscheidende Grundlage zur automatischen Fehlerdetektion, Fehlerdiagnose und der anschließenden FTR. Diese Methode wird in einem Simulationsmodell getestet, das dem Versuchsaufbau eines Formgedächtnislegierungs-Aktors entspricht. Die Simulationsergebnisse zeigen die Berechnungsergebnisse über den FI und anschließend die Verwendung der Ergebnisse des FIs zur Durchführung der FTR, um die Leistung zu gewährleisten und die Zuverlässigkeit der Regelungssysteme zu verbessern, wenn ein Fehler im Aktor auftritt. / The main feature of a fault tolerant control system is to maintain overall system stability and acceptable performance in the face of errors and failures within the system. In this thesis, a method for fault detection and approaches of the fault tolerant control (FTC) with an application against actuator errors of control systems, which consist of a single actuator as well as several actuators (soft robotics), is presented. This method is mainly based on an index called the fitness index (FI). The FI is estimated by comparing the current parameters of the actuator and in the normal state, based on a model. The results of the fitness index are used with the help of the performance index to evaluate the severity of an actuator fault during an operation in a control loop and are the decisive basis for automatic fault detection, fault diagnosis and subsequent the FTC. This method is tested in a simulation model that corresponds to the experimental setup of a shape memory alloy actuator. The simulation results show the calculation results about the FI and in addition the use the results of the FI to perform the FTC in order to ensure the performance and improve the reliability of the control systems when a fault occurs in the actuator.

We are pleased to present the conference proceedings for the 12th edition of the International Fluid Power Conference (IFK). The IFK is one of the world’s most significant scientific conferences on fluid power control technology and systems. It offers a common platform for the presentation and discussion of trends and innovations to manufacturers, users and scientists. The Chair of Fluid-Mechatronic Systems at the TU Dresden is organizing and hosting the IFK for the sixth time. Supporting hosts are the Fluid Power Association of the German Engineering Federation (VDMA), Dresdner Verein zur Förderung der Fluidtechnik e. V. (DVF) and GWT-TUD GmbH. The organization and the conference location alternates every two years between the Chair of Fluid-Mechatronic Systems in Dresden and the Institute for Fluid Power Drives and Systems in Aachen. The symposium on the first day is dedicated to presentations focused on methodology and fundamental research. The two following conference days offer a wide variety of application and technology orientated papers about the latest state of the art in fluid power. It is this combination that makes the IFK a unique and excellent forum for the exchange of academic research and industrial application experience. A simultaneously ongoing exhibition offers the possibility to get product information and to have individual talks with manufacturers. The theme of the 12th IFK is “Fluid Power – Future Technology”, covering topics that enable the development of 5G-ready, cost-efficient and demand-driven structures, as well as individual decentralized drives. Another topic is the real-time data exchange that allows the application of numerous predictive maintenance strategies, which will significantly increase the availability of fluid power systems and their elements and ensure their improved lifetime performance. We create an atmosphere for casual exchange by offering a vast frame and cultural program. This includes a get-together, a conference banquet, laboratory festivities and some physical activities such as jogging in Dresden’s old town.:Group 8: Pneumatics Group 9 | 11: Mobile applications Group 10: Special domains Group 12: Novel system architectures Group 13 | 15: Actuators & sensors Group 14: Safety & reliability