Forschungsbericht 2025

Regelungstechnik E-14

Leitung: Faulwasser, Timm

Institut auf TORE
Institutswebsite

Publikationen

• A cascaded strategy with embodied artificial intelligence: forward kinematics solutions for CCRobot-S - Journal Article
  Zheng, Zhenliang; Xu, Yongyuan; He, Xuchun; Lam, Tin Lun; Ding, Ning
  Journal of Field Robotics (in Press): (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Towards turnpike-based performance analysis of risk-averse stochastic predictive control - Conference Paper
  Schießl, Jonas; Ou, Ruchuan; Baumann, Michael; Faulwasser, Timm; Grüne, Lars
  64th IEEE Conference on Decision and Control, CDC 2025
  Publisher DOI
  
  
• A python toolbox for flexibility aggregation and disaggregation: PyFlexAD - Journal Article
  Öztürk, Emrah; Kaspar, Kevin; Faulwasser, Timm; Worthmann, Karl; Kepplinger, Peter; Rheinberger, Klaus
  Sustainable Energy, Grids and Networks 44: 102033 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• CCRobot-S: A robotic cable-climbing squad collaborating for fast inspection and heavy-duty maintenance - Journal Article
  Zheng, Zhenliang; Ding, Ning; Werner, Herbert; Ren, Feng; Xu, Yongyuan; Zhang, Wenchao; Hu, Xiaoli; Zhang, Jianguo; Lam, Tin Lun
  IEEE Transactions on Robotics 41: 6155-6175 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Wiener Chaos in kernel regression: toward untangling aleatoric and epistemic uncertainty - Conference Paper
  Faulwasser, Timm; Molodchyk, Oleksii
  Symposium on Systems Theory in Data and Optimization, SysDO 2024
  Publisher DOI
  
  
• Temporal autoencoder for identification and predictive control of nonlinear dynamics based on Koopman operator theory - Conference Paper
  Shenoy, Sucheth; Sharan, Bindu; Werner, Herbert
  American Control Conference, ACC 2025
  Publisher DOI
  
  
• Advancing humanoid robotics with Rust: an open framework for runtime efficiency - Conference Paper
  HULKs, Team; Schmidt, Maximilian; Sieck, Hendrik; Felber, Ole; Nölle, Konrad Valentin; Scheuch, Luis; Göttsch, Patrick
  27th RoboCup International Symposium 2024
  Publisher DOI
  
  
• Estimation of superconducting cavity bandwidth and detuning using a Luenberger observer - Preprint
  Richter, Bozo; Bellandi, Andrea; Branlard, Julien; Speidel, Leon; Eichler, Annika
  arXiv: 2506.21207 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Towards safe Bayesian optimization with Wiener kernel regression - Conference Paper
  Molodchyk, Oleksii; Teutsch, Johannes; Faulwasser, Timm
  European Control Conference, ECC 2025
  Publisher DOI
  
  
• Towards event-triggered NMPC for efficient 6G communications: experimental results and open problems - Conference Paper
  Püttschneider, Jens; Golembiewski, Julian; Wagner, Niklas A.; Wietfeld, Christian; Faulwasser, Timm
  19th IEEE International Conference on Control and Automation, ICCA 2025
  Publisher DOI
  
  
• Probabilistic time series forecasting of residential loads - a copula approach - Conference Paper
  Jeschke, Marco; Faulwasser, Timm; Fried, Roland
  IEEE PowerTech 2025
  Publisher DOI
  
  
• Large problems are not necessarily hard: a case study on distributed NMPC paying off - Conference Paper
  Gösta Stomberg; Raetsch, Maurice; Engelmann, Alexander; Faulwasser, Timm
  23rd European Control Conferenc, ECC 2025
  Publisher DOI
  
  
• Complexity reduction for TSO-DSO coordination: flexibility aggregation vs. distributed optimization - Conference Paper
  Beraldo Bandeira Maísa; Engelmann, Alexander; Faulwasser, Timm
  IEEE PowerTech 2025
  Publisher DOI
  
  
• Towards data-driven multi-stage OPF - Conference Paper
  Molodchyk, Oleksii; Schmitz, Philipp; Engelmann, Alexander; Worthmann, Karl; Faulwasser, Timm
  IEEE PowerTech 2025
  Publisher DOI
  
  
• Data-driven feedback optimization for particle accelerator application - Journal Article
  Hespe, Christian; Kaiser, Jan; Lübsen, Jannis; Mayet, Frank; Scholz, Matthias; Eichler, Annika
  At Automatisierungstechnik 73 (6): 429-440 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Exploring NAS for anomaly detection in superconducting cavities of particle accelerators - Journal Article
  Boukela, Lynda; Branlard, Julien; Eichler, Annika
  Frontiers in Physics 13: 1553993 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Data-driven and learning-based control – perspectives and prospects - Editorial
  Faulwasser, Timm; Eichler, Annika; Berberich, Julian
  at - Automatisierungstechnik 73 (6): 361-364
  Publisher DOI
  
  
• Distributed event-triggered attitude estimation without angular velocity measurements - Journal Article
  Li, Shanshan; Jin, Xin; Li, Yichun; Li, Fangfei; Werner, Herbert; Tang, Yang
  IEEE Transactions on Control of Network Systems 12 (3): 2392-2403 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Cooperative distributed model predictive control for embedded systems: experiments with hovercraft formations - Conference Paper
  Stomberg, Gösta; Schwan, Roland; Grillo, Andrea; Jones, Colin; Faulwasser, Timm
  IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2025
  Publisher DOI
  
  
• Turnpike and dissipativity in generalized discrete-time stochastic linear-quadratic optimal control - Journal Article
  Schießl, Jonas; Ou, Ruchuan; Faulwasser, Timm; Baumann, Michael; Grüne, Lars
  SIAM Journal on Control and Optimization 63 (2): 1432-1457 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• ULTRAS: Iterative Development of a Comprehensive Toolchain for Urban Air Mobility Simulation - Conference Paper
  Berling, Jan; Hastedt, Philipp; Wanniarachchi, Shashini Thamarasie; Vieregg, Andreas; Gertz, Carsten; Turau, Volker; Werner, Herbert; Gollnick, Volker
  73. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress, DLRK 2024
  Publisher DOI
  
  
• Data-driven fault localization in cyber-physical systems using dependency graphs and anomaly detection - Book Part
  Grünhagen, Arne; Eichler, Annika; Tropmann-Frick, Marina; Fey, Görschwin
  Frontiers in artificial intelligence and applications 399: 128-144 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Impact of seismic activities on the optical synchronization system of the European X-ray free-electron laser - Journal Article
  Grünhagen, Arne; Schütte, Maximilian; Lamb, Thorsten; Schulz, Sebastian; Eichler, Annika; Tropmann-Frick, Marina; Fey, Görschwin; Schlarb, Holger
  High Power Laser Science and Engineering 13: e40 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Developing a climbing robot for stay cable maintenance with security and rescue mechanisms - Journal Article
  Zheng, Zhenliang; Wang, Chao; Hu, Xiaoli; Zhang, Lun; Zhang, Wenchao; Xu, Yongyuan; Lui, Pengfei; Pang, Xufang; Lam, Tin Lun; Ding, Ning
  Journal of Field Robotics 42 (6): 2532-2548 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• A polynomial chaos approach to stochastic LQ optimal control: error bounds and infinite-horizon results - Journal Article
  Ou, Ruchuan; Schießl, Jonas; Baumann, Michael Heinrich; Grüne, Lars; Faulwasser, Timm
  Automatica 174: 112117 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Hidden regularity in singular optimal control of port-Hamiltonian systems - Journal Article
  Faulwasser, Timm; Kirchhoff, Jonas; Mehrmann, Volker; Philipp, Friedrich; Schaller, Manuel; Worthmann, Karl
  DAE Panel 3 : 1-29 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Approximate dynamic programming with feasibility guarantees - Journal Article
  Engelmann, Alexander; Bandeira, Maisa Beraldo; Faulwasser, Timm
  IEEE Transactions on Control of Network Systems 12 (2): 1565-1576 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Large language models for human-machine collaborative particle accelerator tuning through natural language - Journal Article
  Kaiser, Jan; Lauscher, Anne; Eichler, Annika
  Science Advances 11 (1): eadr4173 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• A qLMPC framework for path-following control of fixed-wing UAVs - Doctoral Thesis
  Samir Said Metwalli Rezk, Ahmed
  Technische Universität Hamburg (2025)
  Open Access
  
  
• Reinforcement learning and differentiable simulations for autonomous tuning and control of linear particle accelerators - Doctoral Thesis
  Kaiser, Jan
  Dr. Hut 978-3-8439-5683-3: (2025)
  
  
• On data-driven stochastic output-feedback predictive control - Journal Article
  Pan, Guanru; Ou, Ruchuan; Faulwasser, Timm
  IEEE Transactions on Automatic Control 70 (5): 2948-2962 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Robust performance analysis of cooperative control dynamics via integral quadratic constraints - Journal Article
  Datar, Adwait; Hespe, Christian; Werner, Herbert
  IEEE Transactions on Automatic Control 70 (1): 557-564 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Data-driven fault localization in cyber-physical systems using dependency graphs and anomaly detection - Book Part
  Grünhagen, Arne; Eichler, Annika; Tropmann-Frick, Marina; Fey, Görschwin
  Frontiers in artificial intelligence and applications 399: 129-145 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Data-driven control of stochastic systems: representation, prediction, and optimal control - Doctoral Thesis
  Pan, Guanru
  Verlag Dr. Hut 978-3-8439-5694-9: (2025)
  Open Access
  
  
• Exact time-varying turnpikes for dynamic operation of district heating networks - Journal Article
  Rose, Maximilian; Gernandt, Hannes; Faulwasser, Timm; Schiffer, Johannes
  IEEE Control Systems Letters 9: 1706-1711 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Decentralized real-time iterations for distributed NMPC - Journal Article
  Stomberg, Gösta; Engelmann, Alexander; Diehl, Moritz; Faulwasser, Timm
  IEEE Transactions on Automatic Control 71 (3): 1584-1599 (2026)
  Publisher DOI
  
  
• Interconnected systems with stochastic communication: decomposition methods for analysis and synthesis - Doctoral Thesis
  Hespe, Christian
  Verlag Dr. Hut 978-3-8439-5631-4: (2025)
  Open Access
  
  
• HOOU an der TU Hamburg : Jahresbericht 2024 - Text
  Alff, Thies Lennart; Blessing, Benjamin; Bock, Katrin; Carels, Fabian; Coordes, Marcus; Henkel, Moritz; Contreras-Campana, Christian Javier; Oliveira-Guglielmi, Paula de; Hausig, Malte; Hofmann, Alexander; Holm, Malte; Kitzberger, Magdalena; Kaiser, Jan; Kruber, Kai; Leyva Amezcua, Leonardo; Lüssenhop, Phillipp; Musawi, Anusch; Rose, Jana Maria-Magdalena; Panke, Jana; Rehman, Hanan; Shahgoli, Selva; Shenoy, Sucheth; Seidelmann, Maren; Schmeckpeper, Dennis; Scherpe, Erik; Schäfers, Johannes; Schielein, Dorothee; Weber, Valentin Severin; Wichmann, Stephanie; Zeeden, Kasimir
  Technische Universität Hamburg (2025)
  Open Access
  
  
• Advances in model predictive flocking : analysis and design - Doctoral Thesis
  Hastedt, Philipp
  Dr. Hut 978-3-8439-5620-8: (2025)
  Open Access
  
  

Projekte

• FOR 5785: Neue Verfahren zum Trainieren neuronaler Netze mittels Ansätzen aus der stochastischen Regelung und der Uncertainty Quantifikation
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2029
  Projektleitung: Faulwasser, Timm
  
  
• FOR 5785: Benchmarks für aktive Lernverfahren in der Systemtheorie und Regelungstechnik
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2029
  Projektleitung: Faulwasser, Timm
  Externe beteiligte Einrichtungen: Technische Universität München
  
  
• Verbindung von approximativer dynamischer Programmierung, prädiktiver Regelung und Dissipativität: Neue adaptive Ansätze zur Regelung nichtlinearer Systeme
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2026-2028
  Projektleitung: Faulwasser, Timm
  Externe beteiligte Einrichtungen: Technische Universität Chemnitz
  
  
• DEEP - Verbundvorhaben: Steigerung der Dateneffizienz in eingebetteten Prozessoren durch künstliche Intelligenz
  Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR); Laufzeit 2025-2028
  Projektleitung: Eichler, Annika
  Externe beteiligte Einrichtungen: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg; SiMa Technologies Germany GmbH; Karlsruher Institut für Technologie; University of Bonn
  
  
• SFB 1615 - Teilprojekt C05: Adaptive und lernende Regelungskonzepte für SMART-e Reaktoren
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2025-2027
  Projektleitung: Faulwasser, Timm
  Mitarbeitende: Santra, Srimanta; Pan, Guanru
  
  
• DLA-DIAG - Verbundprojekt 05K2025: Elektronenstrahldiagnose mit Hilfe dielektrischer Nanostrukturen. Teilprojekt 2
  Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR); Laufzeit 2025-2028
  Projektleitung: Eichler, Annika
  Externe beteiligte Einrichtungen: Technische Universität Darmstadt; Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  
  
• TRR 391 Teilprojekt B03: Statistische Methoden für Energiesysteme: Aggregation und Dekomposition
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2024-2028
  Projektleitung: Faulwasser, Timm
  Externe beteiligte Einrichtungen: Technische Universität Dortmund
  
  
• Optimierungsbasierte und datengetriebene Steuerung und Regelung unter Nutzung port-Hamiltonscher Strukturen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2024-2027
  Projektleitung: Faulwasser, Timm
  Externe beteiligte Einrichtungen: Université Claude Bernard Lyon; Universidad Tecnológica de Pereira; Technische Universität Ilmenau; Technische Universität Chemnitz
  
  
• Stochastische Optimale Steuerung und MPC - Dissipativität, Risiko und Regelgüte
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2024-2026
  Projektleitung: Faulwasser, Timm
  
  
• Kooperation in der verteilten modell-prädiktiven Regelung: Die Antizipation, die Reduktion und die Skalierung von Konsensus-Restriktionen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2023-2027
  Projektleitung: Faulwasser, Timm
  Externe beteiligte Einrichtungen: École Polytechnique Fédérale de Lausanne; Shanghai Tech University; Technische Universität Dortmund
  
  
• HIR3X Helmholtz International Laboratory on Reliability, Repetition, Results at the most Advanced X-Ray Sources
  Laufzeit 2020-2025
  Projektleitung: Eichler, Annika
  Mitarbeitende: Kaiser, Jan
  
  

Kooperationspartner

• DESY Hamburg
• DLR Oberpfaffenhofen
• IAV Gifhorn
• Eindhoven University of Technology, Control Systems Group
• University of Minnesota, Aerospace Engineering and Mechanics Group
• University of Georgia, Athens, Georgia, USA
• Universität Koblenz-Landau
• University of Assiut, Egypt, Control Systems Group
• Fraunhofer IFAM
• East China University of Science and Technology
• American University of Beirut
• University of Central Florida