Jun.-Prof. Dr. Steffi Knorn
Jun.-Prof. Dr. Steffi Knorn
Fachgebiet für Autonome Systeme in der Automatisierung
Abgeschlossene Projekte
FACE-IT: Fostering Awarenness on program Contents in higher Education using IT tools
Laufzeit: 01.09.2019 bis 31.08.2022
Fostering high-quality Higher Education (HE) requires strengthened quality assurance in the design, implementation, execution and evaluation of HE programs (HEPs). This quality assurance process involves multiple stakeholders with different perspectives and conceptualizations:
- PROGRAM BOARDS plan and design curricula mostly in terms of ILOs, PLOs and TLAs
- ADMINISTRATORS evaluate programs and communicate with other stakeholders
- TEACHERS develop, revise and implement courses, mostly based on the taught procedures and concepts (PCs)
- STUDENTS are naturally inclined to see course and program contents through PCs.
Unfortunately, the efficacy of quality assuring HE is currently limited by the heterogeneity of the tools and conceptualizations of the stakeholders. To improve this, we identify the need for tools that: 1) aid executing the HE quality assurance processes; 2) support decision makers in maintaining HEPs; 3) clarify the relations between ILOs, PLOs, and TLAs to all stakeholders; 4) promote awareness about program contents and their relations; 5) establish a common language among stakeholders.
Our main objective is to develop tools that solve these needs, improve the quality of education and increase the employability of our candidates by helping:
- students to understand how the contents of different courses connect and expand on each other - teachers and program boards to improve their awareness of how course contents flow within the program and contribute to the PLOs
- administrators to inspect and assess program quality
- all stakeholders to establish a common language to ease their communication.
To achieve our goals we involve participants from STEM faculties from different backgrounds, geographic areas, and academic cultures.
The consortium includes:
- NTNU, hosting several educational centers whose scope and expertise overlap with the intentions of the Face-IT project, has considerable expertise in the development and quality assurance of HEPs, and hosts Norway's largest academic environment within teacher education and educational research at the Department of Teacher Education;
- Uppsala University (UU), renown for its excellence in research and teaching and its long lasting traditions, with broad research and development activities in pedagogy, teaching, and related topics;
- University of Padova, with broad expertise in innovative teaching and learning in the framework of active learning, in the development and creation of MOOCs, and with a constant strive for improving teaching and learning, involving students’ voices and promoting change at different levels.
- Otto-von-Guericke University, with a broad expertise in fostering multi-cultural, multi-gender and disparate student audiences in its teaching, and with multi-disciplinary programs that combine several aspects of modern knowledge;
- the Universite´ Libre de Bruxelles, with its peculiarity of offering several interfaculty programs shared with other HE realities, such as the Solvay Business School, and a wide range of multi-disciplinary projects.
Towards our goals, we plan to introduce a language that enables teachers and students to describe program contents in the intuitive terms of PCs and investigate how to connect them to the associated PLOs, ILOs, and TLAs. This language will enable representing the students’ learning process as flows of PCs, that will capture graphically how course contents are expected to ladder in time, and thus represent entire programs in an alternative and quantitatively analysable fashion.
The developed methods will be implemented in easily usable and interpretable IT tools that provide actionable information and decision-making support to each stakeholder. The tools will be tested on several course- and program-wide field tests. All results will be disseminated through two multiplier events at NTNU and UU, and through scientific open access publications and a dedicated project website.
The project will thus produce intellectual outputs including methods to: derive ontological descriptions of PCs in HEPs; merge PCs with TLAs, ILOs, and PLOs into knowledge flow graphs; represent and analyse courses and programs in terms of these flows graphs. These outputs will thus support defining program contents in a way that every stakeholder can relate to, promoting thus acceptance and usage.
This project will revolutionize how to develop, assess and manage HEPs and courses by empowering and engaging the stakeholders with a particular attention to students and teachers: students will indeed be more aware of why they study what they study, enabling them to perform self- assessment on their knowledge in relation to upcoming courses. Teachers will be supported in implementing constructive alignment principles and maintain overall program consistency. Our tools will also help executing quality assurance operations, and help universities to share information among them and with society.
Robuste Skalierbarkeit von Multi-Agenten-Systemen
Laufzeit: 01.01.2019 bis 31.12.2021
Multiagentensysteme (MAS) werden heute in vielen verschiedenen Bereichen und Formen in vielen technischen Anwendungen eingesetzt und werden in Zukunft noch wichtiger werden. Im Laufe der Jahre ist eine Vielzahl von Arbeiten erschienen, aber viele Schlüsselfragen wurden bisher noch nicht behandelt.
Betrachten wir zum Beispiel ein einfaches Netz von Agenten, bei dem einer von einer Störung betroffen ist. Aufgrund der Kopplung mit anderen Agenten breitet sich die Störung durch das Netz aus. In diesem Projekt wird die Frage untersucht, wann und wie die lokalen Fehler wachsen, während sich die Störung durch das System ausbreitet. Außerdem sollen geeignete Kontrollalgorithmen entwickelt werden, die an den einzelnen Agenten implementiert werden können, um sicherzustellen, dass die Störungen gedämpft und die Fehlersignale unabhängig von der Größe und Struktur des Netzwerks begrenzt werden. Ob und wie dies erreicht werden kann, hängt von der Dynamik der Agenten sowie von der Art der Kopplung und Unvollkommenheiten in der Kommunikation zwischen den Agenten wie Rauschen, Verzögerungen oder Ausfällen ab.
Dieses Problem ist in einigen Netzwerken, z.B. in Fahrzeugverbänden, gut bekannt und wird dort als String-Stabilität bezeichnet. Daher werden wir Methoden, die sich nachweislich für die Untersuchung der String-Stabilität eignen, mit Methoden, die für die Behandlung von Kommunikationsmängeln geeignet sind, und mit Ergebnissen kombinieren, die für allgemeine Multiagentensysteme abgeleitet wurden. Die Forschung in diesem Bereich wird zu Fortschritten bei MAS wie Konsens- und Pinning-Netzen beitragen und den sicheren Betrieb dieser Netze in realistischen Umgebungen ermöglichen.
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Knowledge ladders in engeneering curricula
Laufzeit: 01.07.2019 bis 31.12.2020
In this project, we aim to improve the understanding of how the content and connections between courses in a program contribute to the program learning objectives (PLOs).
For this, we will develop methods to understand, describe, analyse and visualise connections between the contents (such as facts, concepts and procedures), teaching and learning activities and course goals of courses and the PLOs, as well as the relation between courses. We anticipate that this will simplify communication between students, teachers and the program board and facilitate a valuable tool for quality control.
Hands-on control experiences in high-school: captivating students through balancing robots
Laufzeit: 01.04.2019 bis 31.12.2019
The proposal seeks to develop lab instructions suitable for high school students to conduct a lab project with one of selected balancing robot platforms in order to learn and being exposed to basic control principles in a practical and engaging setting. This is expected to increase interest in control engineering and engineering in general and hence motivate more students to pursue a career in engineering
CAMPUS: Veränderungen von Ehrgeiz, Motivation und Leistung bei Universitätsstudenten
Laufzeit: 01.05.2019 bis 31.07.2019
Das Projekt zielt darauf ab, zu untersuchen, wie sich Ambitionen, Motivationen, Wahrnehmung und Leistung zwischen Universitätsstudenten unterschiedlichen Geschlechts, Alters, Hintergrunds und Studiengangs unterscheiden und wie sie sich im Laufe der Zeit verändern. Zu diesem Zweck werden Studierende der Ingenieurwissenschaften in vier verschiedenen Studiengängen, nämlich Ingenieurphysik, Informatik und Elektrotechnik (BSc und MSc), während ihrer ersten drei Studienjahre mit Hilfe von Fragebögen, persönlichen Interviews und statistischen Analysen untersucht. Die Ergebnisse sollen unter anderem Aufschluss darüber geben, ob es signifikante Unterschiede zwischen den Studierendenkohorten gibt, für die unterschiedliche Stereotypen existieren, ob Lehrstile und Studienerfahrungen an der Universität zu unterschiedlichen Entwicklungen führen und ob Leistung und Motivation der Studierenden vorhergesagt und verbessert werden können, um Studienzeiten und Abbruchquoten zu verringern.
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Intelligente Wassernetze - Überwachung von Trinkwassernetzen durch fortgeschrittene Datenanalyse
Laufzeit: 01.07.2018 bis 30.06.2019
Erhebliche Mengen an Trinkwasser gehen durch Leckagen aufgrund von Rohrbrüchen verloren. Die Zeit, die benötigt wird, bis Rohre und andere defekte Teile repariert oder ersetzt sind, hängt weitgehend von der Zeit ab, die benötigt wird, um den Fehler zu erkennen und den Ort des Lecks zu finden. Dies ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass die Daten häufig manuell und mit einfachen Methoden verarbeitet werden.
Dieses Projekt zielt darauf ab, die für die Erkennung und Lokalisierung von Fehlern im Trinkwassernetz erforderliche Zeit zu verkürzen. Mithilfe fortschrittlicher Datenanalyse werden Algorithmen zur Verarbeitung von Daten und zur Ermittlung von Trends, die auf Leckagen hinweisen, entwickelt. Dies ermöglicht eine stärker automatisierte Überwachung des Trinkwassernetzes, wodurch die Menge des durch Leckagen verlorenen Trinkwassers reduziert wird.
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PAIGE: Beckenbodenaktivierung durch spielerische Übungen
Laufzeit: 01.07.2018 bis 30.06.2019
Alterung, Schwangerschaften und Geburten verursachen Dysfunktionen der Beckenbodenmuskulatur, die dazu führen, dass eine beträchtliche Anzahl von Frauen an Harninkontinenz (in leichten Fällen) bis hin zu Gebärmuttervorfällen (in extremen Fällen) leidet. Das Training der Beckenbodenmuskulatur (auch bekannt als Kegel-Übungen) würde dem Problem wirksam vorbeugen und es behandeln, aber viele Frauen führen es nicht durch, weil sie schlecht ausgebildet sind, keinen Spaß daran haben und kulturelle Hemmungen haben. Um diese Situation zu ändern, werden wir einen in Neuseeland entwickelten, tragbaren und drahtlos anschließbaren Vaginaldrucksensor nutzen und ein Spiel entwickeln, das die Durchführung von Kegel-Übungen zu einem fesselnden und überzeugenden Erlebnis macht. Das Spiel wird also sowohl spezielle Spielmechanismen als auch medizinisch orientierte Benutzer-Feedback-Systeme enthalten, um die intrinsische Motivation der Benutzer zu erhöhen. Auf diese Weise wird unser System Frauen dazu ermutigen, ein angemessenes Trainingsniveau beizubehalten, um langfristige Vorteile zu erzielen, und indirekt der Gesellschaft helfen, kulturelle Hemmschwellen zu überwinden, indem sie sich mit diesen Themen auseinandersetzt.
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Anpassung der Prüfungsform und Benotung an Komplexität und Anspruchsniveau
Laufzeit: 01.01.2018 bis 31.12.2018
Hauptziel ist die Entwicklung effektiver Lehr- und Prüfungsformen, die den Voraussetzungen und Ambitionen der einzelnen Studierenden gerecht werden, sowie die Verdeutlichung der Lehrveranstaltungsziele und deren Prüfung für die Studierenden. Dies soll zu einem besseren Verständnis des konzeptionellen Beitrags der Lehrveranstaltung zur Ingenieurstätigkeit sowie zu einer verbesserten Selbsteinschätzung der Studierenden bei der Planung ihres Studiums führen. Die Kategorisierung der Lernziele basiert auf der überarbeiteten Bloom'schen Taxonomie und den Lehrmethoden und die Prüfung ist entsprechend der Komplexität der Lernziele gestaltet. Die Wissensziele werden dadurch für die verschiedenen Klassenstufen klarer definiert, was es sowohl den Studierenden, die sich mit einer einfachen Bestanden-Note zufrieden geben, als auch den Studierenden, die höhere Noten anstreben, erleichtert.
Im Rahmen des Projekts wird ein Modell entwickelt, wie der Unterricht in einen zum Bestehen der Lehrveranstaltung erforderlichen Teil und in Teile unterteilt werden kann, die zum Bestehen wünschenswert, aber nicht erforderlich sind und somit zum Erhalt einer höheren Note berechtigen, und es werden Prüfungsformen mit den verschiedenen Teilen verknüpft. Da Studenten aus verschiedenen Ingenieurstudiengängen geprüft werden, wird das Projekt ein breites Wissen darüber vermitteln, wie verschiedene Konzepte, Lehrmethoden/Layouts und die Prüfung für Studenten aus verschiedenen Studiengängen, die sich in ihrem mathematischen Hintergrund erheblich unterscheiden können, zusammenwirken.
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CITE: Entwicklung eines Konzeptinventarisierungswerkzeugs für das Ingenieurwesen
Laufzeit: 01.07.2017 bis 31.12.2018
Das Projekt zielt darauf ab, ein Konzeptinventar zu entwickeln, das den Erwerb wichtiger Konzepte und Programmziele des Studiengangs Elektrotechnik bewertet. Die konsequente Anwendung eines solchen Tests würde den Studierenden eine Rückmeldung darüber geben, wo sie sich auf ihrem Lernweg in Bezug auf den breiteren Kontext ihres Studiengangs befinden; den Lehrenden eine Möglichkeit zur Überwachung der Fortschritte der Studierenden bei der Erreichung bestimmter Studiengangsziele und eine Möglichkeit zur Anpassung des Unterrichts bieten; und der Studiengangsleitung ein effektives Instrument zur Bewertung der Kursinhalte und der Struktur des Studiengangs in Bezug auf die Studiengangsziele.
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Fortschrittliche Systemintegration in der Prozessindustrie: Sensordatenerfassung, drahtlose Vernetzung und Überwachungssteuerung
Laufzeit: 01.07.2015 bis 30.06.2018
Die Projektidee besteht darin, völlig neue Möglichkeiten für die Integration neuartiger Überwachungs-, Wartungs-, Rekonfigurations- und Kontrollfunktionen für drahtlose Steuerungslösungen in der Prozessindustrie zu schaffen. Das Potenzial des Projekts ist insofern immens, als es wahrscheinlich erstklassige Forschungsarbeiten von erheblichem industriellem Wert hervorbringen wird, die überlegene und hochinnovative drahtlose Automatisierungslösungen auf der Grundlage neuer Datenerfassungs- und Sensorkommunikationstechnologien, verbesserter Protokoll- und Leitweglenkungsschemata, fehlertoleranter Überwachungssteuerung und Rekonfigurationen sowie effektiver und effizienter Systemintegration ermöglichen werden. Das Team hinter dem Projekt, das schon früher eng zusammengearbeitet hat, besteht aus der Signals and Sytems Group an der UU unter der Leitung von Prof. Anders Ahle'n, der Network Control Group an der KTH unter der Leitung von Prof. Karl Henrik Johansson, den Control and Communications Groups bei ABB Corporate Research, vertreten durch die Global Research Area Managers Alf Isaksson und Stefan Svensson, und Holmen Iggesund, vertreten durch den Automation Engineer Thomas Lindh. Einige der Forschungsideen, die diesem Projekt zugrunde liegen, wurden vom Team des VINNOVA WiComPI-Projekts entwickelt und sind nun bereit, der Kommerzialisierung näher gebracht zu werden.
Dieser Text wurde mit DeepL übersetzt
2020
Buchbeitrag
Using different taxonomies to formulate learning outcomes to innovate engineering curriculum towards pbl: Perspectives from engineering educators
Staffas, Kjell; Knorn, Steffi; Carvalho Guerra, Aida Olivia Pereira; Varagnolo, Damiano; Teixeira, André
In: Educate for the future - Aalborg : Aalborg University Press ; Guerra, Aida . - 2020, S. 310-320
2019
Buchbeitrag
Courses-concepts-graphs as a tool to measure the importance of concepts in university programmes
Fjällström, Eva; Forsberg, Christoffer; Trulsson, Felix; Knorn, Steffi; Staffas, Kjell; Varagnolo, Damiano; Wrigstad, Tobias
In: 2019 18th European Control Conference (ECC)/ European Control Conference - [Piscataway, NJ]: IEEE; Garofalo, Franco, S. 3076-3083[Konferenz: 18th European Control Conference, ECC, Naples, Italy, 25-28 June 2019]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Optimal energy allocation in multisensor estimation over wireless channels using energy harvesting and sharing
Knorn, Steffi; Dey, Subhrakanti; Ahlén, Anders; Quevedo, Daniel E.
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
Knorn, Steffi; Varagnolo, Damiano; Staffas, Kjell; Wrigstad, Tobias; Fjällström, Eva
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 52.2019, 9, S. 318-323[Symposium: 12th IFAC Symposium on Advances in Control Education ACE 2019, Philadelphia, Pennsylvania, USA, 7-9 July 2019]
Data-driven models of pelvic floor muscles dynamics subject to psychological and physiological stimuli
Knorn, Steffi; Varagnolo, Damiano; Melles, Reinhilde; Dewitte, Marieke
In: IFAC journal of systems and control - Amsterdam: Elsevier Ltd., Volume 8 (2019), Artikel 100044
The effect of uniform quantization on parameter estimation of compound distributions
Seifullaev, Ruslan; Knorn, Steffi; Ahlén, Anders
In: IEEE control systems letters - New York, NY: IEEE, Bd. 3.2019, 4, S. 1032-1037
Effects of jamming attacks on a control system with energy harvesting
Knorn, Steffi; Teixeira, André
In: IEEE control systems letters - New York, NY: IEEE, 2017, Bd. 3.2019, 4, S. 829-834
2018
Abstract
Towards the individualization of vaginal dilatation exercises - a quantitative analysis of the variability of vaginal pressure responses
Varagnolo, D.; Knorn, Steffi; Chiva, E. O.; Melles, R. J.; Dewitte, M.
In: The journal of sexual medicine - [London] : Elsevier - Volume 15 (2018), Issue 7, Supplement 3, Seite S303 [Meeting: 21st World Meeting on Sexual Medicine, Lisbon, Portugal, 28 February-3 March 2018]
Buchbeitrag
Developing concept inventory tests for electrical engineering - extractable information, early results, and learned lessons
Fjällström, Eva; Knorn, Steffi; Staffas, Kjell; Varagnolo, Damiano
In: 2018 UKACC 12th International Conference on Control (CONTROL) - [Piscataway, NJ] : IEEE ; UKACC International Conference on Control (12.:2018), S. 436-441 [Konferenz: UKACC 12th International Conference on Control (CONTROL), Sheffield, UK, 5-7 September 2018]
Quantized non-bayesian quickest change detection with energy harvesting
Biswas, Sinchan; Knorn, Steffi; Dey, Subhrakanti; Ahlen, Anders
In: 2018 IEEE Globecom workshops (GC wkshps) - Piscataway, NJ : IEEE [Workshop: 2018 IEEE Globecom Workshops, GC Wkshps, Abu Dhabi, 9-13 December 2018]
Optimal energy allocation in energy harvesting and sharing wireless sensor networks
Knorn, Steffi; Quevedo, Daniel E.
In: Energy Harvesting for Wireless Sensor Networks - München : De Gruyter Oldenbourg . - 2018, S. 269-286
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Data-driven modelling of subjective pain/pleasure assessments as responses to vaginal dilation stimuli
Varagnolo, Damiano; Knorn, Steffi; Oliver-Chiva, Ernesto; Melles, Reinhile; Dewitte, Marieke
In: IEEE control systems letters - New York, NY : IEEE, Bd. 2 (2018), Heft 3, S. 423-428 [Konferenz: 57th IEEE Conference on Decision and Control, Fontainebleau in Miami Beach, FL, USA, December 17-19, 2018]
Scalable input-to-state stability for performance analysis of large-scale networks
Besselink, Bart; Knorn, Steffi
In: IEEE control systems letters - New York, NY : IEEE, Bd. 2 (2018), Heft 3, S. 507-512 [Konferenz: 57th IEEE Conference on Decision and Control, Fontainebleau in Miami Beach, FL, USA, December 17-19, 2018]
Data-driven modelling of pelvic floor muscles dynamics
Knorn, Steffi; Varagnolo, Damiano; Oliver-Chiva, Ernesto; Melles, Reinhilde; Dewitte, Marieke
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt : Elsevier, Bd. 51 (2018), Heft 27, S. 321-326 [Symposium: 10th IFAC Symposium on Biological and Medical Systems BMS 2018, São Paulo, Brazil, 3-5 September 2018]
2017
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Disturbance scaling in bidirectional vehicle platoons with different asymmetry in position and velocity coupling
Herman, Ivo; Knorn, Steffi; Ahlén, Anders
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, Bd. 82.2017, S. 13-20
Qualitative modeling of pressure vs. pain relations in women suffering from dyspareunia
Varagnolo, Damiano; Knorn, Steffi; Melles, Reinhilde; Dewitte, Marieke
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 50.2017, 1, S. 2043-2050[Kongress: 20th IFAC World Congress, Toulouse, France, 9-14 July 2017]
Optimal energy allocation for linear control with packet loss under energy harvesting constraints
Knorn, Steffi; Dey, Subhrakanti
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, Bd. 77.2017, S. 259-267
Decentralized control for l 2 weak string stability of vehicle platoon
Ferguson, Joel; Donaire, Alejandro; Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 50.2017, 1, S. 15012-15027[Kongress: 20th IFAC World Congress, Toulouse, France, 9-14 July 2017]
Mathematical modelling of pressure versus pain relations in women suffering from dyspareunia
Knorn, Steffi; Varagnolo, Damiano; Melles, Reinhile; Dewitte, Marieke
In: The journal of sexual medicine - [London] : Elsevier - volume 14 (2017), issue 5, supplement 4, page e335
2016
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Deviation bounds in multi agent systems described by undirected graphs
Knorn, Steffi; Ahlén, Anders
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, 1963, Bd. 67.2016, S. 205-210
Overview: collective control of multiagent systems
Knorn, Steffi; Chen, Zhiyoung; Middleton, Richard H.
In: IEEE transactions on control of network systems - New York, NY: IEEE, 2014, Bd. 3.2016, 4, S. 334-347
Asymptotic and exponential stability of nonlinear two-dimensional continuousdiscrete Roesser models
Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
In: Systems & control letters - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, 1981, Bd. 93.2016, S. 35-42
2015
Buchbeitrag
Optimal sensor transmission energy allocation for linear control over a packet dropping link with energy harvesting
Knorn, Steffi; Dey, Subhrakanti
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[Kongress: 54rd IEEE Conference on Decision and Control (CDC), Osaka, Japan, 15-18.12, 2015]
Multi-sensor estimation using energy harvesting and energy sharing
Knorn, Steffi; Dey, Subhrakanti; Ahlén, Anders; Quevedo, Daniel E.
In: 2015 IEEE International Conference on Communications (ICC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2015 . - 2015, S. 4229-4234[Konferenz: 2015 IEEE International Conference on Communications, ICC, London, UK, 8-12 June 2015]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Distortion minimization in multi-sensor estimation using energy harvesting and energy sharing
Knorn, Steffi; Dey, Subhrakanti; Ahlén, Anders; Quevedo, Daniel E.
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
Knorn, Steffi; Dey, Subhrakanti
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, 2015, Bd. 48.2015, 23, S. 428-433[Kongress: 5th IFAC Conference on Nonlinear Model Predictive Control NMPC 2015, Seville, Spain, 17-20 September 2015]
Scalability of bidirectional vehicle strings with static and dynamic measurement errors
Knorn, Steffi; Donaire, Alejandro; Agüero, Juan C.; Middleton, Richard H.
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, 1963, Bd. 62.2015, S. 208-212
2014
Buchbeitrag
Lymph compartment models and HIV intra patient infection dynamics
Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
In: IEEE Conference on Control Applications (CCA), 2014 - Piscataway, NJ: IEEE, 2014 . - 2014, S. 1699-1704[Konferenz: IEEE Conference on Control Applications, CCA, Juan Les Antibes, France, 8-10 October 2014]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Passivity-based control for multi-vehicle systems subject to string constraints
Knorn, Steffi; Donaire, Alejandro; Agüero, Juan C.; Middleton, Richard H.
In: Automatica - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Pergamon Press, 1963, Bd. 50.2014, 12, S. 3224-3230
Scalability of bidirectional vehicle strings with measurement errors
Knorn, Steffi; Donaire, Alejandro; Agüero, Juan C.; Middleton, Richard H.
In: IFAC Proceedings Volumes - Amsterdam: Elsevier, 2019, Bd. 47.2014, 3, S. 9171-9176[Kongress: 19th IFAC World Congress, Cape Town, South Africa, 24-29 August 2014]
2013
Buchbeitrag
String stability analysis of a vehicle platoon with communication range 2 using the two-dimensional induced operator norm
Knorn, Steffi; Middleton, Richerd H.
In: European Control Conference (ECC), 2013 - Piscataway, NJ: IEEE, 2013 . - 2013, S. 3354-3359[Konferenz: 2013 European Control Conference, ECC, Zurich, Switzerland, 17-19 July 2013]
Two-dimensional analysis of string stability of nonlinear vehicle strings
Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
In: 2013 IEEE 52nd Annual Conference on Decision and Control (CDC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2013 . - 2013, S. 5864-5869[Konferenz: 52nd IEEE Conference on Decision and Control, CDC, Florence, Italy, 10-13 December 2013]
Energy-based control of bidirectional vehicle strings
Knorn, Steffi; Donaire, Alejandro; Agüero, Juan C.; Middleton, Richard H.
In: 2013 3rd Australian Control Conference (AUCC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2013 . - 2013, S. 251-256[Konferenz: 2013 Australian Control Conference, AUCC, Fremantle, WA, Australia, 4-5 November 2013]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Stability of two-dimensional linear systems with singularities on the stability boundary using LMIs
Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
In: IEEE transactions on automatic control - New York, NY: Institute of Electrical and Electronics Engineers, Bd. 58.2013, 10, S. 2579-2590
2012
Buchbeitrag
Two-dimensional frequency domain analysis of string stability
Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
In: 2012 2nd Australian Control Conference (AUCC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2012 . - 2012, S. 301-306[Konferenz: 2012 2nd Australian Control Conference, CDC, Sydney, NSW, Australia, 15-16 Nov. 2012]
Asymptotic stability of two-dimensional continuous Roesser models with singularities at the stability boundary
Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
In: IEEE 51st Annual Conference on Decision and Control (CDC), 2012 - Piscataway, NJ: IEEE, 2012 . - 2012, S. 7787-7792[Konferenz: 2012 IEEE 51st IEEE Conference on Decision and Control, CDC, Maui, HI, USA, 10-13 December 2012]
2009
Buchbeitrag
Time headway requirements for string stability of homogeneous linear unidirectionally connected systems
Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
In: Proceedings of the 48th IEEE Conference on Decision and Control, 2009 - Piscataway, NJ: IEEE, 2009 . - 2009, S. 1992-1997[Konferenz: 48th IEEE Conference on Decision and Control (CDC) held jointly with 2009 28th Chinese Control Conference, CDC, Shanghai, China, 15-18 December 2009]
A quadratic stability result for singular switched systems with application to anti-windup control
Shorten, R.; Corless, M.; Middleton, R.; Knorn, Steffi; Wulff, K.
In: American Control Conference, 2009 - Piscataway, NJ: IEEE, 2009 . - 2009, S. 1917-1922[Konferenz: 2009 American Control Conference, ACC, St. Louis, MO, USA, 10-12 June 2009]
String stability analysis of homogeneous linear unidirectionally connected systems with nonzero initial conditions
Knorn, Steffi; Middleton, Richard H.
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.[Konferenz: IET Irish Signals and Systems Conference, ISSC 2009, Dublin, Ireland, 10-11 June 2009]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Quadratic stability and singular SISO switching systems
Shorten, Robert; Corless, Martin; Wulff, Kai; Knorn, Steffi; Middleton, Richard
In: IEEE transactions on automatic control / Institute of Electrical and Electronics Engineers - New York, NY : Institute of Electrical and Electronics Engineers, Bd. 54 (2009), Heft 11, S. 2714-2718
2008
Buchbeitrag
Template design and automatic generation of controllers for industrial robots
Grigorov, Lenko; Rudie, Karen; Cury, José E. R.; Knorn, Steffi
In: Proceedings of the 2008 ACM symposium on Applied computing - New York, NY: ACM, 2008; Wainwright, Roger L. . - 2008[Symposium: 2008 ACM Symposium on Applied Computing, SAC'08, Fortaleza, Ceara, Brazil, March 16-20, 2008]
- ABB Corporate Research, Väseräs
- Auckland Bioengineering Institute, The University of Auckland
- Departments of Behavioural Medicine, Maastricht University Medical Center
- Holmen Iggesund Paper mill, Iggesund
- Hunter Valley Grammar School
- Kungliga Tekniska högskolan (KTH), Stockholm
- Luleá University of Technology
- Otto-von-Guericke University Magdeburg
- Pedagogy and Didactics Research at Faculty of Science and Technology, Uppsala University
- Technisch-Naturwissenschaftliche Universität Norwegens
- Themistoklis Charalambous, Aalto University
- Université Libre de Bruxelles
- University of Padova
- Uppsala University
- Uppsala Vatten och Avfall AB
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