Jun.-Prof. Dr. Steffi Knorn

Jun.-Prof. Dr. Steffi Knorn
Fachgebiet für Autonome Systeme in der Automatisierung
Aktuelle Projekte
- FACE-IT: Fostering Awarenness on program Contents in higher Education using IT tools
Laufzeit: 01.09.2019 - 31.08.2022
Abgeschlossene Projekte
- Robust Scalability of Multi-Agent Systems
Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2021 - Knowledge ladders in engeneering curricula
Laufzeit: 01.07.2019 - 31.12.2020 - Hands-on control experiences in high-school: captivating students through balancing robots
Laufzeit: 01.04.2019 - 31.12.2019 - CAMPUS: Changes in Ambition, Motivation and Performance in University Students
Laufzeit: 01.05.2019 - 31.07.2019 - Smart water networks - Monitoring of drinking water networks through advanced data analysis
Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2019 - PAIGE: Pelvic floor activation through gamified exercising
Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2019 - CITE: Developing a Concept Inventory Tool for Engineering
Laufzeit: 01.07.2017 - 31.12.2018 - Adaptation of examination form and grading to complexity and ambition level
Laufzeit: 01.01.2018 - 31.12.2018 - Advancing System Integration in Process Industry: Sensor Data Gathering, Wireless Networking, and Supervisory Control
Laufzeit: 01.07.2015 - 30.06.2018
2020
Buchbeitrag
Using different taxonomies to formulate learning outcomes to innovate engineering curriculum towards pbl: Perspectives from engineering educators
In: Educate for the future: PBL, sustainability and digitalisation 2020 : 8th International Research Symposium on PBL - Aalborg: Aalborg University Press; Guerra, Aida . - 2020, S. 310-320
2019
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Data-driven models of pelvic floor muscles dynamics subject to psychological and physiological stimuli
In: IFAC journal of systems and control - Amsterdam: Elsevier Ltd., Volume 8 (2019), Artikel 100044
Effects of jamming attacks on a control system with energy harvesting
In: IEEE control systems letters - New York, NY: IEEE, 2017, Bd. 3.2019, 4, S. 829-834
Optimal energy allocation in multisensor estimation over wireless channels using energy harvesting and sharing
In: IEEE transactions on automatic control - New York, NY: Institute of Electrical and Electronics Engineers, Bd. 64.2019, 10, S. 4337-4344
Quantitative analysis of curricula coherence using directed graphs
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 52.2019, 9, S. 318-323
The effect of uniform quantization on parameter estimation of compound distributions
In: IEEE control systems letters - New York, NY: IEEE, Bd. 3.2019, 4, S. 1032-1037
Buchbeitrag
Courses-concepts-graphs as a tool to measure the importance of concepts in university programmes
In: 2019 18th European Control Conference (ECC)/ European Control Conference - [Piscataway, NJ]: IEEE; Garofalo, Franco, S. 3076-3083
2018
Abstract
Towards the individualization of vaginal dilatation exercises - a quantitative analysis of the variability of vaginal pressure responses
In: The journal of sexual medicine - [London]: Elsevier, 2004, Volume 15 (2018), Issue 7, Supplement 3, Seite S303
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Data-driven modelling of pelvic floor muscles dynamics
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, 2015, Bd. 51.2018, 27, S. 321-326
Data-driven modelling of subjective pain/pleasure assessments as responses to vaginal dilation stimuli
In: IEEE control systems letters - New York, NY: IEEE, 2017, Bd. 2.2018, 3, S. 423-428
Scalable input-to-state stability for performance analysis of large-scale networks
In: IEEE control systems letters - New York, NY: IEEE, 2017, Bd. 2.2018, 3, S. 507-512
Buchbeitrag
Developing concept inventory tests for electrical engineering - extractable information, early results, and learned lessons
In: 2018 UKACC 12th International Conference on Control (CONTROL) - [Piscataway, NJ]: IEEE, 2018; UKACC International Conference on Control (12.:2018) . - 2018, S. 436-441
Optimal energy allocation in energy harvesting and sharing wireless sensor networks
In: Energy Harvesting for Wireless Sensor Networks - München: De Gruyter Oldenbourg, 2018 . - 2018, S. 269-286
Quantized non-bayesian quickest change detection with energy harvesting
In: 2018 IEEE Globecom workshops (GC wkshps) - Piscataway, NJ: IEEE, 2018 . - 2018
2017
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Decentralized control for l 2 weak string stability of vehicle platoon
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 50.2017, 1, S. 15012-15027
Disturbance scaling in bidirectional vehicle platoons with different asymmetry in position and velocity coupling
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, Bd. 82.2017, S. 13-20
Mathematical modelling of pressure versus pain relations in women suffering from dyspareunia
In: The journal of sexual medicine - [London]: Elsevier, volume 14 (2017), issue 5, supplement 4, page e335
Optimal energy allocation for linear control with packet loss under energy harvesting constraints
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, Bd. 77.2017, S. 259-267
Qualitative modeling of pressure vs. pain relations in women suffering from dyspareunia
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 50.2017, 1, S. 2043-2050
2016
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Asymptotic and exponential stability of nonlinear two-dimensional continuousdiscrete Roesser models
In: Systems & control letters - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, 1981, Bd. 93.2016, S. 35-42
Deviation bounds in multi agent systems described by undirected graphs
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, 1963, Bd. 67.2016, S. 205-210
Overview: collective control of multiagent systems
In: IEEE transactions on control of network systems - New York, NY: IEEE, 2014, Bd. 3.2016, 4, S. 334-347
2015
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Distortion minimization in multi-sensor estimation using energy harvesting and energy sharing
In: IEEE transactions on signal processing - New York, NY: IEEE, 1963, Bd. 63.2015, 11, S. 2848-2863
Optimal energy allocation for linear control over a packet-dropping link with energy harvesting constraints
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, 2015, Bd. 48.2015, 23, S. 428-433
Scalability of bidirectional vehicle strings with static and dynamic measurement errors
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, 1963, Bd. 62.2015, S. 208-212
Buchbeitrag
Multi-sensor estimation using energy harvesting and energy sharing
In: 2015 IEEE International Conference on Communications (ICC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2015 . - 2015, S. 4229-4234
Optimal sensor transmission energy allocation for linear control over a packet dropping link with energy harvesting
In: 2015 54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC) - [Piscataway, NJ]: IEEE, 2015; IEEE Conference on Decision and Control (54.:2015) . - 2016, S. 1199-1204
2014
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Passivity-based control for multi-vehicle systems subject to string constraints
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, 1963, Bd. 50.2014, 12, S. 3224-3230
Scalability of bidirectional vehicle strings with measurement errors
In: IFAC Proceedings Volumes - Amsterdam: Elsevier, 2019, Bd. 47.2014, 3, S. 9171-9176
Buchbeitrag
Lymph compartment models and HIV intra patient infection dynamics
In: IEEE Conference on Control Applications (CCA), 2014 - Piscataway, NJ: IEEE, 2014 . - 2014, S. 1699-1704
2013
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Stability of two-dimensional linear systems with singularities on the stability boundary using LMIs
In: IEEE transactions on automatic control - New York, NY: Institute of Electrical and Electronics Engineers, Bd. 58.2013, 10, S. 2579-2590
Buchbeitrag
Energy-based control of bidirectional vehicle strings
In: 2013 3rd Australian Control Conference (AUCC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2013 . - 2013, S. 251-256
String stability analysis of a vehicle platoon with communication range 2 using the two-dimensional induced operator norm
In: European Control Conference (ECC), 2013 - Piscataway, NJ: IEEE, 2013 . - 2013, S. 3354-3359
Two-dimensional analysis of string stability of nonlinear vehicle strings
In: 2013 IEEE 52nd Annual Conference on Decision and Control (CDC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2013 . - 2013, S. 5864-5869
2012
Buchbeitrag
Asymptotic stability of two-dimensional continuous Roesser models with singularities at the stability boundary
In: IEEE 51st Annual Conference on Decision and Control (CDC), 2012 - Piscataway, NJ: IEEE, 2012 . - 2012, S. 7787-7792
Two-dimensional frequency domain analysis of string stability
In: 2012 2nd Australian Control Conference (AUCC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2012 . - 2012, S. 301-306
2009
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Quadratic stability and singular SISO switching systems
In: IEEE transactions on automatic control - New York, NY: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 1963, Bd. 54.2009, 11, S. 2714-2718
Buchbeitrag
A quadratic stability result for singular switched systems with application to anti-windup control
In: American Control Conference, 2009 - Piscataway, NJ: IEEE, 2009 . - 2009, S. 1917-1922
String stability analysis of homogeneous linear unidirectionally connected systems with nonzero initial conditions
In: IET Irish Signals and Systems Conference 2009 - Stevenage, U.K: Institution of Engineering and Technology, 2009; IET Irish Signals and Systems Conference . - 2009, insges. 6 S.
Time headway requirements for string stability of homogeneous linear unidirectionally connected systems
In: Proceedings of the 48th IEEE Conference on Decision and Control, 2009 - Piscataway, NJ: IEEE, 2009 . - 2009, S. 1992-1997
2008
Buchbeitrag
Template design and automatic generation of controllers for industrial robots
In: Proceedings of the 2008 ACM symposium on Applied computing - New York, NY: ACM, 2008; Wainwright, Roger L. . - 2008
- Uppsala University
- Kungliga Tekniska högskolan (KTH), Stockholm
- Hunter Valley Grammar School
- Pedagogy and Didactics Research at Faculty of Science and Technology, Uppsala University
- Themistoklis Charalambous, Aalto University
- Auckland Bioengineering Institute, The University of Auckland
- Holmen Iggesund Paper mill, Iggesund
- Technisch-Naturwissenschaftliche Universität Norwegens
- Uppsala Vatten och Avfall AB
- Universit Libre de Bruxelles
- Otto-von-Guericke University Magdeburg
- ABB Corporate Research, Väseräs
- University of Padova
- Departments of Behavioural Medicine, Maastricht University Medical Center
- Lule University of Technology
Industrie 4.0 und Cyber-physische Systeme
Im Zuge der vierten industriellen Revolution werden sich die Methoden und Herangehensweisen in der Industrie grundlegend ändern. Die Verbindung von physischen Systemen wie zum Beispiel Produktionsanlagen in der Verfahrenstechnik und cyber-Systemen wie Kommunikationsnetzwerke zum Austausch von Informationen bilden sogenannte Cyber-physische Systeme.
So, werden zum Beispiel mehr und mehr Informationen drahtlos übertragen, was die Anpassung und Erweiterung der bestehenden Automatisierungssysteme notwendig macht. Gleichzeitig stehen durch die Verwendung von zusätzlichen Sensoren und der Vernetzung von Systemen eine Fülle von Daten zur Verfügung, die zur Verbesserung der Sicherheit und Effektivität in den Anlagen verwendet werden können.
Wir beschäftigen uns dabei speziell mit drahtlosen Sensoren und energy harvesting in der Prozess- und Verfahrenstechnik und bauen dazu ein Labor auf. Im Lab4.0 sollen Ideen, die später in der Industrie 4.0 umgesetzt werden, entwickelt, getestet und verfeinert werden. Dazu fließen sowohl theoretisches Wissen als auch Messungen und Ergebnisse von Experimenten und praktischen Arbeiten ein.
Skalierbarkeit von Multi-Agent-Systemen
Multi-Agent-Systeme werden heute in vielen Bereichen und Formen in vielen technischen Anwendungen eingesetzt und werden in Zukunft noch wichtiger. Oft entstehen sie durch die Vernetzung von verschiedenen technischen Systemen.
Dabei ist es wichtig, dass das entstandene Multi-Agent-System skalierbar ist. Das heißt, dass es die erforderten Aufgaben und wichtige Mindestanforderungen erfüllt, obwohl die Größe und / oder die Struktur des Systems sich zum Teil grundlegend ändern.
Ein wichtiges Problem bei Multi-Agent-Systemen ist, dass Störungen oder Fehler, die in einem Teil des Systems auftreten, sich nicht ausbreiten dürfen oder die Auswirkungen auf andere Systemteile so klein wie möglich gehalten werden muss.
Wir untersuchen in unserer Arbeit die Frage, welche Folgen lokale Fehler auf das gesamte System haben und ob sich Störungen durch das System ausbreiten.
Dieses Problem ist in einigen Netzwerken wie zum Beispiel in Fahrzeugkolonnen, wo es als Stringstabilität bezeichnet wird, gut bekannt. In unserer Arbeit beschäftigen wir uns im weitesten Sinne mit der Erweiterung dieses Konzeptes auf allgemeine Netzwerke und Multi-Agent-Systeme.
Medizintechnische Anwendungen
Konzepte aus den Bereichen Automatisierung, Regelungstechnik und Systemidentifikation können nicht nur zur Beschreibung und Regelung technischer Systeme herangezogen werden, sondern sind häufig auch in verschiedenen Bereichen wie Wirtschaft, Biologie und Medizin von Nutzen.
Ein Thema, das in der medizinischen Literatur im Wesentlichen vernachlässigt wurde, ist die sexuelle Gesundheit von Frauen, zu der verschiedene Zustände gehören, die zu Dyspareunie führen, d. H. Schmerzen beim vaginalen, penetrativen Geschlechtsverkehr. Ein weiteres bekanntes Problem sind schwache oder geschädigte Beckenbodenmuskeln.
In unserer Arbeit erarbeiten wir Modelle um diese Effekte mathematisch, quantitativ und dynamisch zu beschreiben und simulieren zu können. So haben wir zum Beispiel Modelle entwickelt, welche die wichtigsten Aspekte der Dyspareunie berücksichtigt.
In einer weiteren Studie programmierten wir eine Spiele-App, die durch das Anspannen der Beckenbodenmuskulatur gesteuert wird. Die Muskelaktivität wird mit Hilfe eines Vaginaldrucksensor gemessen. Durch das Spielen wird die Beckenbodenmuskulatur gestärkt, was bekanntermaßen verschiedene gesundheitliche Probleme wie Inkontinenz verhindern oder beheben können.
Bei dieser Arbeit ist das Verschmelzen von Theorie und Praxis besonders gut zu erleben. So werden zum Beispiel Messdaten von klinischen Studien und Experimenten ausgewertet um Modelle zu erstellen und Abzuleiten, wie technische Systeme entworfen werden müssen um die gewünschten positiven Effekte zu erzielen.
Juniorprofessur Fachgebiet Autonome Systeme in der Automatisierung
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Institut für Automatisierungstechnik (IFAT)
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
02/2016 - 07/2019
Assistenzprofessorin, Uppsala University Schweden
Forschungsgebiete:
- optimale Regelung uner Energiebeschränkung
- Energy Harvesting
- drahtlose Energieübertragung
- drahtlose Kommunikation
- Skalierbarkeit und Stabilität von vernetzten Systemen
Lehre:
- Embedded Signal Processing Systems (1TE682), 50 Studierende, 5. Semester)
- Signals and Systems (1TE661, 50+100 Studierende, 5. Semester)
02/2014 - 01/2016
Postdoktorandin, Uppsala University, Schweden
Forschungsgebiete:
- optimale Regelung unter Energiebeschränkung
- Energy Harvesting
- drahtlose Energieübertragung
- drahtlose Kommunikation
- Skalierbarkeit und Stabilität von vernetzten Systemen
Lehre:
- Embedded Signal Processing Systems (1TE682, 50 Studierende, 5. Semester)
01/2013 - 01/2014
Postdoktorandin, The University of Newcastle, Australien
Forschungsgebiete:
- regelungstechnische Anwendungen
- lineare und nichtlineare zweidimensionale Systeme
- Skalierbarkeit und Stabilität von port-Hamiltonischen Systemen
Lehre:
- Entwicklung von Material für umgedrehtes Lernen und Übungsleitung für Electrical Engineering I (ELEC1300, 250 Studenten, 2. Semester)
- Übungsleitung für Advanced Control System Design (ELEC4410, 50 Studierende, 8. Semester)
11-2008 - 01/2013
Ph.D. Hamilton Institute, National University of Ireland Maynooth, Irland
Betreuer: Prof. Richard H. Middleton, Nebenbetreuer: Prof. Robert N. Shorten
Titel: "A Two-Dimensional Systems Stability Analysis of Vehicle Platoons"
04/2013 - 08/2013
Dozentin, The University of Newcastle, Australien
Lehre:
- Signal Processing (ELEC3400, 40 Studierende, 5. Semester)
10/2008 - 12/2012
Doktorandin, Hamilton Institute, National University of Ireland Maynooth, Irland
Forschungsgebiete:
- Stabilität von linearen und nichtlinearen zweidimensionalen Systemen
- Stringstabilität von Fahrzeugkolonnen
Gastdoktorandin an The University of Newcastle, Australien im Zeitraum 02-2012
03/2011 - 12/2011
Freiberufliche Tätigkeit, Maynooth, Irland
Entwicklung, Datenakquise und Programmierung der "Maynooth App"
Verkauft an die National University of Ireland Maynooth
10/2003 - 09/2008
Studium Elektrotechnik - Studienrichtung Systemtechnik und Technische Kybernetik, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Diplomarbeit, Gesamtnote: mit Auszeichnung (1,0)
04/2008 - 09/2008
Gaststudentin, Hamilton Institute, National University of Ireland Maynooth, Ireland
Anfertigung der Diplomarbeit "Stability issues in Distributed Systems of Vehicle Platoons
10/2007 - 02/2008
Praktikantin, Forschung und Entwicklung, Daimler AG, Böblingen
Entwicklung, Implementierung und Evaluierung von verschiedenen Beobachterentwürfen zum Detektieren des Rollwinkels
03/2007 - 09/2007
Gaststudentin, Department of Aujtomation and Systems, Federal University of Santa Catarina, Florianòpolis, Brasilien
Anfertigung der Studienarbeit: Supervisory Control of a Manufacturing Cell: Modeling and Implementation.
10/2004 - 02/2007
HiWi, Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg, Germany
Simulation von biologischen Systemen in Matlab