Van het aansturen van micro-wkk’s en een kosten/batenanalyse van dijkverhogingen tot een robuust regelsysteem voor onbemande vliegtuigen; uit de genomineerden voor de regeltechniekprijs 2009 bleek eens te meer de brede toepasbaarheid van de discipline. Een goede regelaar kan bij de meest uiteenlopende systemen een significante winst opleveren, zo was ook te zien bij de winnende scriptie van Wouter Rijkée.

Hij ontwierp een systeem om de snelheid te verhogen van atomic force microscopes (AFM’s), microscopen die met een naaldje op atomaire schaal een monster aftasten. Normaal gesproken duurt een dergelijk proces enkele minuten tot een half uur, wat analyses op grote schaal in de weg staat.

‘Ik heb de bottleneck aangepakt, namelijk de verticale positionering van het naaldje. Dit moet snel gebeuren, zonder dat het naaldje te hard op het oppervlakte drukt’, aldus Rijkée. Bij de huidige AFM’s is één piëzo-elektrische actuator aanwezig die over een relatief grote afstand, maar ook relatief langzaam de verticale positie van het naaldje aanpast. Rijkée voegde een extra actuator toe die geschikt is voor kleinere afstanden, maar snel kan reageren. Daarbij ontwikkelde hij een regelaar om de twee actuatoren te laten samenwerken. ‘Op die manier kan de AFM sneller meten, maar met dezelfde nauwkeurigheid.’

Bij zijn proefopstelling slaagde hij erin de AFM een factor dertig sneller te laten draaien; volgens de jury van de Regeltechniekprijs een indrukwekkende verbetering. Ook was de jury onder de indruk van ‘het schijnbaar speelse gemak waarmee hij de verschillende aspecten van zijn werk beschrijft: modellering, ontwerp, simulatie, implementatie en zinvolle conclusies en aanbevelingen’. ‘Ik was zelf al tevreden met de resultaten van mijn onderzoek en het is fijn dat het nu ook door een objectieve jury gewaardeerd wordt’, reageert de winnaar, die inmiddels werkt voor mechatronicabureau Hittech Multin.

Lees verder onder de foto

Wouter Rijkée: 'Ik heb de bottleneck aangepakt, namelijk de verticale positionering van het naaldje' (beeld: Sam Rentmeester/FMAX)

Tijdens zijn afstuderen deed hij vier maanden onderzoek bij de grote machinebouwer Veeco Instruments in Santa Barbara, Californië. Hij heeft nog niet gezien dat het principe van de dubbele actuator bij zijn oude werkgever al is toegepast. ‘Dat komt vooral omdat het nieuw onderzoek is, dat nog in volle gang is. Ik sprak laatst mijn oude begeleider en hij vertelde me dat ze nog altijd hoopvol zijn over de techniek’, aldus Rijkée.

Ook voor andere genomineerden van de Regeltechniekprijs ligt de weg van scriptie naar praktijk nog open. Ir. Sören Sieberling bijvoorbeeld ontwikkelde een gemakkelijk te implementeren besturingssysteem voor onbemande vliegtuigen. Hij werkt sinds zijn afstuderen bij Ampyx Power, een start-up bedrijf dat op hoogtes tot vijfhonderd meter windenergie wil winnen. Het bedrijf gaat dat doen door onbemande vliegtuigen aan een kabel patroontjes in de wind te laten vliegen. ‘Hiervoor gaan we het besturingssysteem waar ik tijdens mijn afstuderen aan werkte in ieder geval uitproberen’, aldus Sieberling.