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Paul Kotyczka, PD Dr.-Ing. habil.


Forschungsgebiet

Nichtlineare und passivitätsbasierte Regelung

  • Interconnection and damping assignment passivity based control (IDA-PBC)
  • Regelung mechatronischer und unteraktuierter mechanischer Systeme

Modellbildung und numerische Verfahren

  • Port-Hamilton'sche Modellierung verteilt-parametrischer Systeme
  • Strukturerhaltende Diskretisierung in Ort und Zeit
  • Anwendungen in Strukturmechanik und Verfahrenstechnik

Leitung der Arbeitsgruppe Energiebasierte Modellbildung und Regelung


Projekte

  • Spring School on Theory and Applications of Port-Hamiltonian Systems (PHS 2019)
  • Interconnected Infinite-Dimensional Systems for Heterogeneous Media, INFIDHEM (DFG-ANR)
  • Easy-to-Implement Energy-Based Control Design for Systems of Conservation Laws (655204 - EasyEBC - H2020-MSCA-IF-2014)
  • Steuerung und Regelung verteilt-parametrischer Systeme auf Basis diskretisierter Port-Hamiltonscher Modelle (DFG Ko 4750/1-1)
  • Geometric modeling, discretization and control of mechanical systems, mit Prof. Ravi Banavar, IIT-Bombay (DAAD-DST Indien 57085640)
  • Passivitätsbasierte Regelung strukturumschaltender nichtlinearer Systeme (DFG Lo 408/14-1)

Lehraufgaben

Wintersemester
Sommersemester

Lebenslauf

  • 2019: Habilitation (Dr.-Ing. habil) und Erteilung der Lehrbefugnis für das Fachgebiet Regelungstechnik (Privatdozent), TUM.
  • 2015-2017: Forschungsaufenthalt (Marie Sklodowska-Curie Fellow und wissenschaftlicher Mitarbeiter), Université Claude Bernard Lyon 1, Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés, Villeurbanne, Frankreich.
  • Sommersemester 2017: Gastwissenschaftler (Teilzeit), Grenoble INP - Esisar, LCIS, Valence, Frankreich.
  • Seit 2011: Akademischer Rat, Lehrstuhl für Regelungstechnik, TUM.
  • 2010: Promotion (Dr.-Ing.), Fakultät für Maschinenwesen, TUM.
  • 2006-2010: Wissenschaftlicher Angestellter/Akademischer Rat auf Zeit, Lehrstuhl für Regelungstechnik, TUM.
  • 2005: Wissenschaftlicher Angestellter, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, TUM.
  • 2000-2005: Studium der Elektrotechnik und Informationstechnik (Dipl.-Ing.), TUM.

Veröffentlichungen

Habilitation

Dissertation

  • Kotyczka, Paul: Transparente Dynamikvorgabe bei der nichtlinearen passivitätsbasierten Zustandsregelung. Dissertation, 2010 mehr…

Journal Papers

2019

  • Kotyczka, P.; Lefèvre, L.: Discrete-time port-Hamiltonian systems: A definition based on symplectic integration. Systems and Control Letters (Vol. 133), 2019, Article number 104530 mehr…
  • Scheuermann, T. M.; Kotyczka, P.; Lohmann, B.: On parametric structure preserving model order reduction of linear port-Hamiltonian systems. at-Automatisierungstechnik (Volume 67, Issue 7), 2019, pp. 521-525 mehr…

2018

  • Kotyczka, P.: Zur Erhaltung von Struktur und Flachheit bei der torbasierten Ortsdiskretisierung. at - Automatisierungstechnik 66 (7), 2018, 521--535 mehr…
  • Kotyczka, P.; Maschke, B.; Lefèvre, L.: Weak Form of Stokes-Dirac Structures and Geometric Discretization of Port-Hamiltonian Systems. Journal of Computational Physics (361), 2018, 442-476 mehr…
  • Trenchant, V.; Ramírez, H.; Le Gorrec, Y.; Kotyczka, P.: Finite differences on staggered grids preserving the port-Hamiltonian structure with application to an acoustic duct. Journal of Computational Physics 373, 2018, 673--697 mehr…

2017

  • Kotyczka, P.; Maschke, B.: Discrete port-Hamiltonian formulation and numerical approximation for systems of two conservation laws. at - Automatisierungstechnik 65 (5), 2017, 308-322 mehr…

2016

  • Delgado, S.; Kotyczka, P.: Energy shaping for position and speed control of a wheeled inverted pendulum in reduced space. Automatica 74, 2016, 222-229 mehr…
  • Dietrich, A.; Bussmann, K.; Petit, F.; Kotyczka, P.; Ott, C.; Lohmann, B.; Albu-Schäffer, A.: Whole-Body Impedance Control of Wheeled Mobile Manipulators - Stability Analysis and Experiments on the Humanoid Robot Rollin’ Justin. Autonomous Robots (AURO): Special Issue on Whole-Body Control of Contacts and Dynamics for Humanoid Robots 40 (3), 2016, 505-517 mehr…
  • Trivedi, Megha V.; Banavar, Ravi N.; Kotyczka, Paul: Hamiltonian modelling and buckling analysis of a nonlinear flexible beam with actuation at the bottom. Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems 22 (5), 2016, 475-492 mehr…

2013

  • Kotyczka, P.: Local linear dynamics assignment in IDA-PBC. Automatica 49 (4), 2013, 1037-1044 mehr…
  • Kotyczka, P.; Sarras, I.: On the equivalence of two nonlinear control approaches: Immersion and Invariance and IDA-PBC. European Journal of Control, Special Issue on Lagrangian Methods for Nonlinear Control 19 (6), 2013, 445-453 mehr…

2012

  • Kloiber, T.; Kotyczka, P.: Passivity-Based Control of Switched Nonlinear Systems. at-Automatisierungstechnik 60 (8), 2012, 487-497 mehr…

2010

  • Kotyczka, P.; Lohmann, B.: Parametrierung von IDA-PBC über Zuweisung lokal linearer Dynamik. at - Automatisierungstechnik 58 (1), 2010, 38-48 mehr…
  • Wolf, T.; Lohmann, B.; Eid, R.; Kotyczka, P.: Passivity and Structure Preserving Order Reduction of Linear Port-Hamiltonian Systems using Krylov subspaces. European Journal of Control 16 (4), 2010, 401-406 mehr…

Refereed Conferences

2019

  • Kotyczka, P.: Discrete-time flatness-based feedforward control for the 1D shallow water equations. Joint 8th IFAC Symposium on Mechatronic Systems and 11th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems, Elsevier Ltd., 2019IFAC-PapersOnLine, pp. 42-47 mehr…
  • Louati, H.; Scheuermann, T.; Maschke, B.; Zanota, M.-L.; Vicente, J.; Kotyczka, P.; Pitault, I.: Modelling of heat transfer in open cell foam described as graphs associated to the solid network using Port-Hamiltonian Systems. European Congress of Chemical Engineering (ECCE12), Florence, Italy, 2019 mehr…
  • Scheuermann, T.; Kotyczka, P; Zanota, M.-L; Pitault, I.; Maschke, B.: Numerical approximation of heat transfer on heterogeneous media. GAMM Annual Meeting, [90th., Vienna, Austria] -- Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics (PAMM), 2019 mehr…

2018

  • Kotyczka, P.: Structured discretization of the heat equation: Numerical properties and preservation of flatness. 23rd International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems (MTNS2018), 2018 mehr…
  • Kotyczka, P.; Lefèvre, L.: Discrete-time port-Hamiltonian systems based on Gauss-Legendre collocation. 6th IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Nonlinear Control (IFAC-PapersOnLine), 2018IFAC-PapersOnLine, 125-130 mehr…

2017

  • Trenchant, V.; Ramírez, H.; Le Gorrec, Y.; Kotyczka, P.: Structure preserving spatial discretization of 2D hyperbolic systems using staggered grids finite difference. American Control Conference, IEEE, 2017, 2491-2496 mehr…
  • Wang, M.; Bestler, A.; Kotyczka, P.: Modeling, discretization and motion control of a flexible beam in the port-Hamiltonian framework. 20th IFAC World Congress, 2017IFAC-PapersOnLine mehr…

2016

  • Kotyczka, P.: Finite Volume Structure-Preserving Discretization of 1D Distributed-Parameter Port-Hamiltonian Systems. 2nd IFAC Workshop on Control of Systems Governed by Partial Differential Equations (CPDE 2016), 2016IFAC-PapersOnLine, 298-303 mehr…

2015

  • Delgado, S.; Kotyczka, P.: Energy Shaping for the Robust Stabilization of a Wheeled Inverted Pendulum. 5th IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Non Linear Control, 2015IFAC-PapersOnLine, 19-24 mehr…
  • Kotyczka, P.; Blancato, A.: Feedforward control of a channel flow based on a discretized port-Hamiltonian model. 5th IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Nonlinear Control, 2015IFAC-PapersOnLine, 194-199 mehr…
  • Kotyczka, P.; Wang, M.: Dual observer-based compensator design for linear port-Hamiltonian systems. European Control Conference, 2015 mehr…
  • Trivedi, M. V.; Banavar, R. N.; Kotyczka, P.: Port-Hamiltonian Modelling for Buckling Control of a Vertical Flexible Beam with Actuation at the Bottom. 5th IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Nonlinear Control, 2015IFAC-PapersOnLine, 31-38 mehr…

2014

  • Delgado, S.; Kotyczka, P.: Overcoming the Dissipation Condition in Passivity-Based Control for a Class of Mechanical Systems. IFAC World Congress [19th, Cape Town, South Africa, 2014], 2014IFAC-PapersOnLine, pp. 11189-11194 mehr…
  • Kotyczka, P.: On the feedforward control problem for discretized port-Hamiltonian systems. 19th IFAC World Congress, 2014IFAC-PapersOnLine, 652-658 mehr…
  • Kotyczka, P.; Brandstäter, S.: Inversion-based feedforward control for discretized port-Hamiltonian systems. 21st International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems (MTNS), 2014, 729-735 mehr…

2013

  • Kotyczka, P.: Discretized models for networks of distributed parameter port-Hamiltonian systems. Proceedings of the 8th International Workshop on Multidimensional Systems (nDS13), 2013 mehr…

2012

  • Kloiber, T.; Kotyczka, P.: Estimating and Enlarging the Domain of Attraction in IDA-PBC. Proceedings of the 51st IEEE Conference on Decision and Control, Maui, Hawaii, USA, 2012 mehr…
  • Kloiber, T.; Kotyczka, P.: Passivity-based design of switching controllers for nonlinear systems. Proceedings of the 2012 American Control Conference, Montreal, Canada, 2012 mehr…
  • Kotyczka, P. ; Sergio, D.L.: On a generalized port-Hamiltonian representation for the control of damped underactuated mechanical systems. IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Non Linear control [4th, Bertinoro, Italy, 2012], 2012IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline), pp. 149-154 mehr…
  • Kotyczka, P.; Delgado-L., S.: Passivity based stabilization of linear mechanical systems with dissipation in unactuated degrees of freedom. Proc. Appl. Math. Mech., 2012 mehr…
  • Kotyczka, P.; Delgado-L., S.: On a Generalized Port-Hamiltonian Representation for the Control of Damped Underactuated Mechanical Systems. Proceedings of the 4th IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Nonlinear Control, Bertinoro, Italy, 2012 mehr…
  • Kotyczka, P.; Sarras, I.: Equivalence of Immersion and Invariance and IDA-PBC for the Acrobot. Proceedings of the 4th IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Nonlinear Control, Bertinoro, Italy, 2012 mehr…
  • Panzirsch, M.; Artigas, J.: Tobergte, A.; Kotyczka, P.; Preusche, C.; Albu-Schäffer, A.; Hirzinger, G.: A peer-to-peer trilateral passivity control for delayed collaborative teleoperation. Lecture Notes in Computer Science (LNCS), 2012International Conference on Haptics: Perception, Devices, Mobility, and Communication, EuroHaptics 2012, 395-406 mehr…

2011

  • Kotyczka, P.: Local linear dynamics assignment in IDA-PBC for underactuated mechanical systems. Proceedings of the 50th Conference on Decision and Control and European Control Conference, Orlando, USA, 2011, 6534-6539 mehr…

2010

  • Kotyczka, P.; Koch, G.; Pellegrini, E.; Lohmann, B.: Transparent parametrization of nonlinear IDA-PBC for a hydraulic actuator. Proceedings of the 8th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems (NOLCOS), 2010, 1122-1127 mehr…
  • Kotyczka, P.; Volf, A.; Lohmann, B.: Passivity based trajectory tracking control with predefined local linear error dynamic. Proceedings of the American Control Conference (ACC), 2010, pp. 3429-3434 mehr…

2009

  • Kotyczka, P.; Feiler, M. J.: An Automation-Based Extension of Multiple Model Control with an Application to Financial Markets. Proceedings of the European Control Conference, 2009European Control Conference [10th, 2009, Budapest, Hungary], pp. 643-648 mehr…
  • Kotyczka, P.; Lohmann, B.: Parametrization of IDA-PBC by Assignment of Local Linear Dynamics. Proceedings of the European Control Conference, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2009, pp. 4721-4726 mehr…

2008

  • Kotyczka, P.; Lohmann, B.: Systematic Parametrization of Interconnection and Damping Assignment Control for the Double Inverted Pendulum. Proceedings of the 9th International Conference on Motion and Vibration Control (MOVIC), 2008 mehr…
  • Kotyczka, P.; Lohmann, B.: A Constructive Approach for the Parametrization of Interconnection and Damping Assignment Passivity Based Control. Proceedings of the 16th Mediterranean Conference on Control and Automation, 2008, 964-969 mehr…

Talks and Workshops

2019

  • Kotyczka, Paul: Introduction to port-Hamiltonian systems. Spring School on Theory and Applications of Port-Hamiltonian Systems, 2019 mehr…
  • Kotyczka, Paul: Control of finite-dimensional port-Hamiltonian systems. Spring School on Theory and Applications of Port-Hamiltonian Systems, 2019 mehr…
  • Kotyczka, Paul: Strukturerhaltende Diskretisierung port-Hamiltonscher Systeme im Ort und in der Zeit. Seminar Automatisierungstechnik, 2019 mehr…
  • Kotyczka, Paul: Discrete-time port-Hamiltonian systems: A definition based on symplectic integration. Colloquium of the Modeling, Numerics, Differential Equations - Group, 2019 mehr…

2018

  • Kotyczka, P.: Mixed Galerkin Structure-Preserving Discretization of Port-Hamiltonian Systems. 89th GAMM Annual Meeting, 2018 mehr…
  • Kotyczka, P.: Ortsdiskretisierung verteilt-parametrischer Port-Hamiltonscher Systeme mit gemischten Galerkin-Verfahren. Kolloquium zur Theorie und Praxis verteilt-parametrischer Systeme, 2018 mehr…
  • Kotyczka, P.; Maschke, B.; van der Schaft, A. J.: Mini-course on port-Hamiltonian systems on graphs and complexes. 23rd International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems (MTNS2018), 2018 mehr…
  • Wang, Mei; Kotyczka, Paul: Trajektorienfolgeregelung auf Basis diskretisierter Port-Hamiltonscher Modelle am Beispiel eines elastischen Roboterarms. GMA Fachausschuss 1.40 "Theoretische Verfahren der Regelungstechnik", Anif, Austria, 2018 mehr…

2017

  • Kotyczka, P.: Ortsdiskretisierung verteilt-parametrischer Port-Hamiltonscher Systeme mit gemischten Galerkin-Verfahren. GMA Fachausschuss 1.30 "Modellbildung, Identifikation und Simulation in der Automatisierungstechnik", 2017 mehr…
  • Kotyczka, P.: Port-Hamiltonian Based Control: An Introdution to the Key Mechanisms. Full-Day Tutorial "Modelling and Control of Flexible Link Multi-Body Systems", 20th IFAC World Congress, 2017 mehr…
  • Kotyczka, P.: Diskrete Modellbildung und numerische Näherung für PH-Systeme von Erhaltungsgleichungen. GAMM Fachausschuss Dynamik und Regelungstheorie, 2017 mehr…
  • Kotyczka, P.: Discrete port-Hamiltonian formulation and numerical approximation for systems of conservation laws. Journées du LAGEP, 2017 mehr…

2016

  • Kotyczka, P.: On finite volume methods for the structure-preserving discretization of port-Hamiltonian systems. 87. GAMM Jahrestagung, Minisymposium Control of Partial Differential Equations, 2016 mehr…

2015

  • Kotyczka, P.: Hyperbolische Systeme in Port-Hamiltonscher Darstellung: Strukturerhaltende Diskretisierung und Steuerungsentwurf. Kolloquium Technische Kybernetik, 2015Institut für Systemdynamik, Universität Stuttgart mehr…
  • Kotyczka, P.: Steuerung für die Flachwassergleichung auf Grundlage ortsdiskretisierter Port-Hamiltonscher Modelle. GAMM Fachausschuss Dynamik und Regelungstheorie, 2015 mehr…
  • Kotyczka, P.: Steuerung für die Flachwassergleichung auf Grundlage ortsdiskretisierter Port-Hamiltonscher Modelle. Kolloquium zur Theorie und Praxis von Systemen mit verteilten Parametern, 2015 mehr…

2014

  • Delgado, S.; Kotyczka, P.: Passivitätsbasierte Positions- und Geschwindigkeitsregelung eines Segway- Systems. Vortrag bei der Sitzung des GMA-Fachausschusses 1.40 "Theoretische Verfahren der Regelungstechnik", 2014 mehr…
  • Kotyczka, P.: Distributed-parameter port-Hamiltonian systems - a short introduction to modeling, spatial discretization and control. 3 Seminarvorträge, Systems and Control Engineering, IIT Bombay, 2014 mehr…
  • Kotyczka, P.: Inversionsbasierte Steuerung hyperbolischer Systeme auf Grundlage einer die Port-Hamiltonsche Struktur erhaltenden Ortsdiskretisierung. Vortrag bei der Sitzung des GMA-Fachausschusses 1.40 "Theoretische Verfahren der Regelungstechnik", 2014 mehr…

2013

  • Kotyczka, P.: Local linear dynamics assignment - A tool to enhance the applicability of passivity based state feedback control. System Theory Seminar, Rijksuniversiteit Groningen, 2013 mehr…
  • Kotyczka, P.: Energiebasierte Modellierung und Regelung komplexer technischer Systeme. Vortrag am Institut für Technische und Numerische Mechanik, Universität Stuttgart, 2013 mehr…

2012

  • Delgado-L., S.; Kotyczka, P.: IDA-PBC Entwurf für das reibungsbehaftete inverse Pendel. Vortrag bei der Sitzung des GMA-Fachausschusses 1.40 "Theoretische Verfahren der Regelungstechnik", Anif/Salzburg, Austria, 2012 mehr…
  • Kotyczka, P.; Delgado-L., S.: Zum Umgang mit Reibung beim IDA-PBC-Entwurf für unteraktuierte mechanische Systeme. Vortrag bei der Sitzung des GAMM-Fachausschusses "Dynamik und Regelungstheorie", Stuttgart, Deutschland, 2012 mehr…
  • Kotyczka, P.; Delgado-L., S.: Passivity based stabilization of mechanical systems with dissipation in unactuated degrees of freedom. Vortrag bei der GAMM-Jahrestagung, Darmstadt, Deutschland, 2012 mehr…
  • Kotyczka, P.; Wirtz, A.: Zur strukturerhaltenden Ortsdiskretisierung vernetzter verteilt-parametrischer Systeme. Sitzung der Fachausschüsse GMA 1.40/1.30, GAMM Dynamik und Regelungstheorie, 2012 mehr…

2011

  • Kotyczka, P.: Zur Dynamikvorgabe bei IDA-PBC für unteraktuierte mechanische Systeme. GAMM-Fachausschuss Dynamik und Regelungstheorie, 2011 mehr…

2009

  • Kotyczka, P.: Zur Parametrierung der nichtlinearen passivitätsbasierten Folgeregelung. GMA-Fachausschuss 1.40 Theoretische Verfahren der Regelungstechnik, 2009 mehr…
  • Wolf, T.; Kotyczka, P.; Lohmann, B.: Einführung in die Modellierung von Port-Hamilton-Systemen und ein Ansatz zur strukturerhaltenden Modellreduktion. Vortrag bei der Sitzung des GMA-Fachausschusses 1.30 "Modellbildung, Identifikation und Simulation in der Automatisierungstechnik", Anif/Salzburg, Austria, 2009 mehr…

2008

  • Kotyczka, P.: Ein systematischer Ansatz zur Parametrierung des passivitätsbasierten Reglerentwurfs mittels Interconnection and Damping Assignment (IDA-PBC). Vortrag an der Professur für Automatisierungs- und Regelungstechnik der Universität der Bundeswehr München, 2008 mehr…
  • Kotyczka, P.: Parametrierung des nichtlinaren passivitätsbasierten Reglerentwurfs mit IDA-PBC. GAMM-Fachausschuss Dynamik und Regelungstheorie, Duisburg, 2008 mehr…
  • Kotyczka, P.; Lohmann, B.: Parametrierung der passivitätsbasierten Regelung mittels IDA-PBC durch Zuweisung lokal linearer Dynamik. GMA-Fachausschuss 1.40 Theoretische Verfahren der Regelungstechnik, Anif/Salzburg, 2008 mehr…

2007

  • Kotyczka, P.; Lohmann, B.: Passivity Based Control of an Inverted Double-Pendulum - Limitations and Approximate Solution of the Potential Energy Shaping Problem. 2nd GACM Colloquium on Computational Mechanics, Munich, 2007 mehr…
  • Kotyczka, P.; Lohmann, B.: Parametrierung des IDA-Reglerentwurfs für nichtlineare Systeme. GMA-Fachausschuss 1.40 Theoretische Verfahren der Regelungstechnik, Anif/Salzburg, 2007 mehr…

Book Chapters

  • Wang, M.; Kotyczka, P.: Port-Hamiltonian model of a flexible manipulator test rig. In: Roppenecker, Günter; Lohmann, Boris (Hrsg.): Methoden und Anwendungen der Regelungstechnik. Shaker Verlag , 2017, S. 37-52 mehr…
  • Wang, M.; Kotyczka, P.: Port-Hamiltonian model of a flexible manipulator test rig. In: Methoden und Anwendungen der Regelungstechnik . Shaker Verlag , 2017 mehr…
  • Wang, M.; Kotyczka, P.: Port-Hamiltonian model of a flexible manipulator test rig. In: Methoden und Anwendungen der Regelungstechnik. Shaker Verlag, 2017, S. 37-52 mehr…
  • Kotyczka, P.: Diskretisierte Modelle für Netzwerke verteilt-parametrischer Port-Hamiltonscher Systeme. In: Roppenecker, Günter; Lohmann, Boris (Hrsg.): Methoden und Anwendungen der Regelungstechnik. Shaker Verlag, 2013, 99-112 mehr…
  • Kotyczka, P.; Feiler, M.: Lernende Automaten. In: D. Schröder (Hrsg.): Intelligente Verfahren: Identifikation und Regelung nichtlinearer Systeme. Springer-Verlag, 2010, 589-628 mehr…
  • Kotyczka, P.: Passivitätsbasierte Reglung unteraktuierter mechanischer Systeme am Beispiel eines stehenden Doppelpendels. In: Lohmann, B.; Roppenecker, G. (Hrsg.): Methoden und Anwendungen der Regelungstechnik - Erlangen-Münchener Workshops 2005 und 2006. Shaker Verlag, 2007, 37-50 mehr…