Jun.-Prof. Dr. Steffi Knorn

Jun.-Prof. Dr. Steffi Knorn

Universitätsplatz 2, 39106 Magdeburg, G10-302
Sprechzeiten: Nach Vereinbarung.
Vita
seit 08/19
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
Profil
Der Fachbereich Autonome Systeme in der Automatisierung beschäftigt sich mit verschiedenen Themen und Fragestellungen aus dem Bereich der Automatisierungstechnik sowie aus benachbarten Bereichen wie Regelungstechnik, Kommunikationstechnik und Medizintechnik.
 
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.
Projekte
Kooperationen
  • Otto-von-Guericke University Magdeburg
  • Holmen Iggesund Paper mill, Iggesund
  • University of Padova
  • Technisch-Naturwissenschaftliche Universität Norwegens
  • Departments of Behavioural Medicine, Maastricht University Medical Center
  • Hunter Valley Grammar School
  • Lule University of Technology
  • ABB Corporate Research, Väseräs
  • Uppsala Vatten och Avfall AB
  • Pedagogy and Didactics Research at Faculty of Science and Technology, Uppsala University
  • Universit Libre de Bruxelles
  • Themistoklis Charalambous, Aalto University
  • Kungliga Tekniska högskolan (KTH), Stockholm
  • Auckland Bioengineering Institute, The University of Auckland
  • Uppsala University
Publikationen

2019

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Knorn, Steffi;  Varagnolo, Damiano;  Melles, Reinhilde;  Dewitte, Marieke 

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

Knorn, Steffi;  Teixeira, André 

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

Knorn, Steffi;  Dey, Subhrakanti;  Ahlén, Anders;  Quevedo, Daniel E. 

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

Knorn, Steffi;  Varagnolo, Damiano;  Staffas, Kjell;  Wrigstad, Tobias;  Fjällström, Eva 

Quantitative analysis of curricula coherence using directed graphs
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 52.2019, 9, S. 318-323

Seifullaev, Ruslan;  Knorn, Steffi;  Ahlén, Anders 

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

Fjällström, Eva;  Forsberg, Christoffer;  Trulsson, Felix;  Knorn, Steffi;  Staffas, Kjell;  Varagnolo, Damiano;  Wrigstad, Tobias 

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

Varagnolo, D.;  Knorn, Steffi;  Chiva, E. O.;  Melles, R. J.;  Dewitte, M. 

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

Knorn, Steffi;  Varagnolo, Damiano;  Oliver-Chiva, Ernesto;  Melles, Reinhilde;  Dewitte, Marieke 

Data-driven modelling of pelvic floor muscles dynamics
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, 2015, Bd. 51.2018, 27, S. 321-326

Varagnolo, Damiano;  Knorn, Steffi;  Oliver-Chiva, Ernesto;  Melles, Reinhile;  Dewitte, Marieke 

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

Besselink, Bart;  Knorn, Steffi 

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

Fjällström, Eva;  Knorn, Steffi;  Staffas, Kjell;  Varagnolo, Damiano 

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

Knorn, Steffi;  Quevedo, Daniel E. 

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

Biswas, Sinchan;  Knorn, Steffi;  Dey, Subhrakanti;  Ahlen, Anders 

Quantized non-bayesian quickest change detection with energy harvesting
In: 2018 IEEE Globecom workshops (GC wkshps) - Piscataway, NJ: IEEE, 2018 . - 2018

2017

Begutachteter Zeitschriftenartikel

Ferguson, Joel;  Donaire, Alejandro;  Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

Decentralized control for l 2 weak string stability of vehicle platoon
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 50.2017, 1, S. 15012-15027

Herman, Ivo;  Knorn, Steffi;  Ahlén, Anders 

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

Knorn, Steffi;  Varagnolo, Damiano;  Melles, Reinhile;  Dewitte, Marieke 

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

Knorn, Steffi;  Dey, Subhrakanti 

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

Varagnolo, Damiano;  Knorn, Steffi;  Melles, Reinhilde;  Dewitte, Marieke 

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

Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

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

Knorn, Steffi;  Ahlén, Anders 

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

Knorn, Steffi;  Chen, Zhiyoung;  Middleton, Richard H. 

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

Knorn, Steffi;  Dey, Subhrakanti;  Ahlén, Anders;  Quevedo, Daniel E. 

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

Knorn, Steffi;  Dey, Subhrakanti 

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

Knorn, Steffi;  Donaire, Alejandro;  Agüero, Juan C.;  Middleton, Richard H. 

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

Knorn, Steffi;  Dey, Subhrakanti;  Ahlén, Anders;  Quevedo, Daniel E. 

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

Knorn, Steffi;  Dey, Subhrakanti 

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

Knorn, Steffi;  Donaire, Alejandro;  Agüero, Juan C.;  Middleton, Richard H. 

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

Knorn, Steffi;  Donaire, Alejandro;  Agüero, Juan C.;  Middleton, Richard H. 

Scalability of bidirectional vehicle strings with measurement errors
In: IFAC Proceedings Volumes - Amsterdam: Elsevier, 2019, Bd. 47.2014, 3, S. 9171-9176

Buchbeitrag

Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

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

Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

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

Knorn, Steffi;  Donaire, Alejandro;  Agüero, Juan C.;  Middleton, Richard H. 

Energy-based control of bidirectional vehicle strings
In: 2013 3rd Australian Control Conference (AUCC) - Piscataway, NJ: IEEE, 2013 . - 2013, S. 251-256

Knorn, Steffi;  Middleton, Richerd H. 

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

Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

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

Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

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

Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

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

Shorten, Robert;  Corless, Martin;  Wulff, Kai;  Knorn, Steffi;  Middleton, Richard 

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

Shorten, R.;  Corless, M.;  Middleton, R.;  Knorn, Steffi;  Wulff, K. 

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

Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

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.

Knorn, Steffi;  Middleton, Richard H. 

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

Grigorov, Lenko;  Rudie, Karen;  Cury, José E. R.;  Knorn, Steffi 

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

Lehrveranstaltungen

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