At the Control and Cyber-Physical Systems Laboratory you have always the possibility to get an interesting topic for your Bachelor's or Master's thesis.
For current topics, please contact the research assistants of the laboratory (information on contacting us ).
You can find new, open theses here:
2025/08/12
Master thesis
This project will validate the Bayesian optimization approach using realistic head models and conduct extensive simulation studies to assess its accuracy and robustness in multi-dimensional parameter spaces.
Supervisors: Keivan Ahmadi, M.Sc., Maik Pfefferkorn, M.Sc.
Bachelor thesis
We offer a well defined, interdisciplinary and directly applicable project in a sophisticated laboratory at the interface between control systems engineering, real time automated image analysis and application in basic science. The experimental work will take place in the laboratories of the AG von Klitzing (S2|04).
Supervisor: Dr.-Ing. Eric Lenz
2025/08/12
Bachelor thesis, Master thesis
This project explores a novel approach for solving the optimal control problem (OCP) for spiking neurons modeled by the Hodgkin–Huxley (HH) equations using Physics-Informed Neural Networks (PINNs).
Supervisors: Keivan Ahmadi, M.Sc., Maik Pfefferkorn, M.Sc.
Bachelor thesis, Master thesis
The goal of this project is to develop and compare model predictive control (MPC) strategies for regulating neuronal membrane potential in a simulated Hodgkin-Huxley (HH) neuron model, as a step toward such systems.
Supervisors: Keivan Ahmadi, M.Sc., Maik Pfefferkorn, M.Sc.
2025/08/12
Proseminar
The goal of this work is to illustrate the idea and concept of tensor networks and how they can be used in the context of machine learning.
Supervisor: Alexander Rose, M.Sc.
Master thesis
In this project, you will explore the suitability of conceptual models for reference trajectory generation as well as closed-loop control for exoskeletons based on MPC.
Supervisors: Sebastian Hirt, M.Sc., Dr.-Ing. Dr. rer. nat. Maziar Ahmad Sharbafi
Master thesis
This project seeks to explore an alternative methodology for RL by leveraging convex relaxation techniques to obtain a semidefinite programming problem in form of Linear Matrix Inequalities (LMIs).
Supervisor: Hoang Hai Nguyen, M.Sc.
Master thesis
The goal of this thesis is to develop methods to learn an offset-free predictive controller, while maintaining low computational complexity.
Supervisors: Alexander Rose, M.Sc., Dr.-Ing. Eric Lenz
Adaptation Strategies for Data-based Virtual Sensors
Master thesis in cooperation with Bosch Research
2025/08/12
Master thesis
The goal of this thesis is to develop a concept for using the data observed in field operation to improve the accuracy of the virtual sensor with an update or adaptation.
Supervisors: Kenzo Uhlig, M.Sc., Dr.-Ing. Eric Lenz
Master thesis
This research aims at developing model-free system analysis and control methods, which are only based on measured data.
Supervisor: Hoang Hai Nguyen, M.Sc.
Model predictive control of an externally excited synchronous machine
Master thesis in cooperation with IAV
2025/08/12
Master thesis
In this thesis, based on previous work, an MPC scheme shall be developed that controls the currents of an externally excited synchronous machine.
Supervisors: Dr.-Ing. Eric Lenz, Dr.-Ing. Michael Maiworm
2025/08/12
Ongoing theses
| Title | Type | Research assistant |
| FPGA-basierte Hochgeschwindigkeits-Batterieimpulsprüfung / FPGA-Based high-Speed Battery Pulse Testing | Master Thesis | Eric Lenz |
| Auswirkungen eines aktiven biartikulären Exosuits auf die Gelenkkinematik der unteren Extremitäten bei verschiedenen Gehgewchwindigkeiten / Effects of an active Biarticular Exosuit on Lower-Limb Joint Kinematics Across Walking Speeds | Bachelor Thesis | Sebastian Hirt, Vahid Firoozi (Inst. f. Sportwissenschaften), Prof. Seyfarth |
| Dekodierung linguistischer Informationen aus iEEG-Spektrogrammen mit Deep-Learning-Ansätzen / Decoding Linguistic Information from iEEG Spectrograms with Deep Learning Approaches | Master Thesis |
Keivan Ahmadi, Maik Pfefferkorn |
| Formationsregelung eines Quadcopterschwarms / Formation Control of a Quadcopter Swarm | Bachelor Thesis | Alexander Rose, Johannes Pohlodek |
| Learning Linguistic Representations from iEEG Spectrograms Using Deep Learning | Master thesis | Keivan Ahmadi, Maik Pfefferkorn |
| Augmenting EEG Data for Music-Emotion Recognition Using Diffusion Models | Master thesis | Keivan Ahmadi, Maik Pfefferkorn |
| Data-driven Surrogate Model Generation using Multi-fidelity Deep Neural Networks for Wind Turbine Models | Master thesis | Hendrik Alsmeier, Felix Häusser |
| Learning-Based Parametrization of Model Predictive Control via Reinforcement Learning | Master thesis | Sebastian Hirt |
| Reinforcement Learning for Exoskeleton Control (Collaboration mit Jan Peters) | Master thesis | Sebastian Hirt |
| Learning of robot dynamics using Lagrangian Neural Networks | Master thesis | Philipp Holzmann Hendrik Alsmeier |
|
Two-degrees-of-freedom (2DOF) Controller for Speed Regulation of a DC Motor |
Bachelor thesis | Johannes Pohlodek |
| Characterization of thermal stabilizing of interferometers | Bachelor thesis | Eric Lenz, Roland Schurig |
| Modellprädiktive Regelung und Trajektorienplanung für das automatisierte Fahren / Model Predictive Control and Trajectory Planning for Automated Driving | Bachelor Thesis | Lukas Theiner |
| Abdeckungspfadplanung auf beliebiger Geometrie für einen Roboterarm mittels Oberflächensegmentierung und -vereinfachung / Coverage Path Planning on Arbitrary Geometry for a Robotic Arm via Surface Segmentation and Simplification | Master Thesis | Eric Lenz |
| Hybride Modellierung mit Neuronalen Netzen für ein Schlitten-Pendel-System / Hyrid modelling using neural networks for a pendulum-on-cart system | Bachelor Thesis | Eric Lenz |
| Modellprädiktive Regelung von Exoskeletten mittels konzeptioneller Laufmodelle / Model Predictive Exoskeleton Control unsing Conceptual Models of Walking | Master Thesis | Sebastian Hirt |
| Modellprädiktiver Abstandsregeltempomat / Model predictive adaptive cruise conrol | Bachelor Thesis | Eric Lenz |
| Datengetriebene Identifikation für die modellprädiktive Regelung eines Dreimassenschwingers / Data-Enabled Identification for the Model Predicitive Control of a Three Mass Oscillator | Master Thesis | Eric Lenz, Roland Schurig |
| Geteilte Autonomie zur assistierten Teleoperation unter Verwendung von Regelungsbarrierefunktionen / A Shared Autonomy Framework for Assisted Teleoperation Using Control Barrier Functions | Master Thesis | Sebastian Hirt |
| Dateneffizientes bestärkendes Lernen durch semidefinite Programmierung / Towards Data-Efficient Reinforcement Learning using Semidefinite Programming | Master Thesis | Hoang Hai Nguyen |
| Bayes'sche Neuronale Netze als Surrogate-Modelle für die Bayes'sche Optimierung von Modellprädiktiver Regelung / Bayesian Neural Network as Surrogate Models for Bayesian Optimization of Model Predictive Control | Master Thesis | Sebastian Hirt |
Completed theses
| Title | Type | Date |
| Hybride Kraft-Impedanz-Regelung für Robotische Manipulatoren / Hybrid Force-Impedance Control for Robotic Manipulators | Master Thesis | 2025 |
| End-to-End-Lernen mit differenzierbarer modellprädiktiven Regelung für die Navigation mobiler Roboter / End-to-End Learning Using Differentiable MPC for Mobile Robot Navigation | Master Thesis | 2025 |
| Inverse Optimalsteuerung zum Anpassen des Fahrstils von automatisierten Fahrzeugen / Inverse Optimal Control for Tuning the Driving Style of Automated Vehicles | Master Thesis | 2025 |
| Verbesserung der EEG-basierten Klassifikation kognitiver Zustände durch Graph Neural Networks / Enhancing EEG-Based Cognitive State Classification through Graph Neural Networks | Master Thesis | 2025 |
| Untersuchung hybrider Ansätze aus Reinforcement Learning und Bayes'scher Optimierung für das Lernen im geschlossenen Regelkreis unter modellprädiktiver Regelung / Exploring Hybrid Approaches of Reinforcement Learning and Bayesian Optimization for Closed-Loop Learning in Model Predictive Control | Master Thesis | 2025 |
| Modellprädiktive Regelung eines Dreimassenschwingers / Model Predictive Control of a Three Mass Oscillator | Bachelor Thesis | 2025 |
| Modellprädiktive Regelung von Quadrocoptern / Model Perdictive Control of Quadrocopters | Bachelor Thesis | 2025 |
| Automatisierung und Energieflexibilität in der industriellen Teilereinigung durch Einsatz von OPC-UA / Automation and energy flexibility in industrial parts cleaning through the use of OPC-UA | Bachelor Thesis | 2025 |
| Neuronale mehrachsige Greiferzeugung für die industrielle Handhabung großer Objekte / Neural Multi-Axis Grasp Generation for Industrial Handling of Large Objects | Master Thesis | 2925 |
| Charakterisierung des thermischen Verhaltens eines faserbasierten michelson-Interferometers / Characterization of the thermal behavior of a fiber optic Michelson interferometer | Bachelor Thesis | 2025 |
| Robust Receding Horizon Predictive Control using Linear Matrix Inequalities | Master Thesis | 2025 |
| Semantische Analyse von Notices to Air Missions (NOTAMs) mit KI-basierten Methoden / Semantic Analysis of Notices to Air Missions (NOTAMs) using AI-based Methods | Master Thesis | 2025 |
| Imitationslernen für mobile Manipulation: Von der Datenerfassung zum echten Roboter / Imitation Learning for Mobile Manipulation: From data collection to the real robot | Master Thesis | 2025 |
| Sichere Navigation durch Nutzung von Reinforcement Learning und Control Barrier Funktionen / Safe Navigation using Reinforcement Learning and Control Barrier Functions | Master Thesis | 2025 |
| Modellprädiktive Regelung für die feldorientierte Regelung von Synchronmaschinen bei kontinuierlicher Stellgröße / Continuous control set model predictive control for field oriented control of synchronous electric motors | Master Thesis | 2025 |
| Clustering und Klassifikation für Dimensionsreduktion in der modellprädiktiven Regelung / Clustering and Classification for Dimensionality Reduction in Model Predictive Control | Bachelor Thesis | 2025 |
| Anwendungsorientierte Pfadfolgeregelung für unbemannte Luftfahrzeuge / Application-oriented Path Following Control for Unmanned Aerial Vehicles | Master Thesis | 2025 |
| Formationspfadplanung mittels modellprädiktiver Regelung / Formation Path Planning using model Predictive Control | Master Thesis | 2025 |
| Lernen von Patientenmodellen von akuter Lymphoblastischer Leukämie für individualisierte Therapien / Learning Patient Models of Acute Lymphoblastic Leukemia for individualized Maintenance Therapy | Master Thesis | 2024 |
| Beschränkter iterativer linear quadratischer Regler für Drohnen / Contrained Iterative Linear Quadratic Regulator for Drones | Bachelor Thesis | 2024 |
| Stabilisierender Regler für nichtlineare Systeme mit Koopman-Operatoren und LMIs / Stabilizing Controller for Nonlinear Systems Using Koopman Operators and LMIs | Bachelor Thesis | 2024 |
| Optimale Eingangsanregung zur Parameterschätzung bei elektromechanischen Bremsen / Optimal Input Excitation for Parameter Estimation in Electromechanical Brake Actuators | Master Thesis | 2024 |
| Closed-Loop Lernen für individuelle und adaptive Steuerung von Exoskeletten der unteren Extremitäten / Closed-Loop Learning for Individualized and Adaptive Control for Lower Limb Exoskeletons | Bachelor Thesis | 2024 |
| Implementierung eines modellprädiktiven Reglers für ein Drei-Tank-System mit nicht-glatter Dynamik / Implementation of a Model Predictive Controller for a Three-Tank System with Non-smooth Dynamics | Master Thesis | 2024 |
| Lernen einer modellprädiktiven Regelung zur Trajektorienverfolgung eines autonomen Fahrzeugs mittels Gaußscher Prozesse / Learning a Model Predictive Controller for Trajectory Tracking of an Autonomous Vehicle using Gaussian Processes | Master Thesis | 2024 |
| Deep Learning-basierte Schätzung der Ganganstrengung aus Elektromyographie-Daten / Deep Learning-based Estimation of Gait Effort from Electromyography Data | Master Thesis | 2024 |
| Evaluierung der Eignung von Elektroenzephalographie Signalen für die Aktivitätserkennung durch maschinelles Lernen beim Gehen / Suitability Evaluation of Electroencephalography Signals for Machine Learning-based Actvity Detection during Walking | Bachelor Thesis | 2024 |
| Erforschung von Wahrnehmung und Imagination von Musik durch Deep Learning | Master Thesis | 2024 |
| Imitierende modellprädiktive Regelung für sichere Navigation / Imitative Model Predictive Control for Safe Navigation | Master Thesis | 2024 |
| Datenbasierte Generierung eines Ersatzmodells für Automatisiertes Richtbohren / Data-driven Surrogate Model Generation for Automated Directional Drilling | Master Thesis | 2024 |
| Ordnungsreduktion für die modellprädiktive Regelung / Model Order Reduction for Model Predictive Control | Master Thesis | 2024 |
| Implementierung eines datengetriebenen prädiktiven Reglers an einem Dreitank-System / Implementation of a Data-Enabled Predictive Controller on a Three-Tank System | Bachelor Thesis | 2024 |
| Deep.Learning-Ansätze zur Klassifizierung von EEG-Reaktionen auf naturalistische Musikstimuli / Deep Learning Approaches for Classifying EEG Responses to Naturalistic Music Stimuli | Bachelor Thesis | 2024 |
| Entwicklung von Regelungen für Hybrid-Fahrzeuge für Off-Highway-Anwendungen | Master Thesis | 2024 |
| Optimale Regelung der Schnell-Ladung von Batterien mit Hilfe von Pontryagins Minimalprinzip / Optimal Control of Battery Fast Charging Based on Pontryagin's Minimum Principle | Bachelor Thesis | 2024 |
| Kompensation von Modellfehlern zur Überwindung des Sim-to-Real--Gaps / Compensating Model Inaccuracies to Overcome Sim-to-Real-Gaps | Master Thesis | 2024 |
| Methoden für die explizite nichtlineare modellprädiktive Regelung basierend auf multiparametrischer Optimierung / Methods for Explicit Nonlinear Model Predictive Control using Multi-parametric Programming | Master Thesis | 2024 |
| Lernbasierte Trajektorienplanung und Regelung für Quadrotoren / Learning-based trajectory planning and control for quadrorotors | Master Thesis | 2024 |
| Optimierte transkranielle Gleichstromsimulation (tDCS) für gleichzeitige Multi-Regionen-Targeting / Optimized transcranial direct current simulation (tDCS) for simultaneous multi-region targeting | Master Thesis | 2024 |
| Dünnbesetzte Identifizierung nichtlinearer Dynamiken für die modellprädiktive Regelung / Sparse Identification of Nonlinear Dynamics for Model Predictive Control | Master Thesis | 2024 |
| Aufbau, Identifikation und Regelung von AutomationShield-Experimenten / Building, Identification and Control of AutomationShield Experiments | Bachelor Thesis | 2024 |
| Datengetriebene Modellierung eines invertierten Pendels mittels physikalisch-informierter neuronaler Netze / Data-driven modeling of an inverted pendulum using physics-informed neural networks | Bachelor Thesis | 2024 |
| Regelung eines Drei-Tank-Systems mit Multi-Fidelity-Gauß-Prozessen / Control of a Tree-Tank Systems using Multi-Fidelity Gaussian Processes | Master Thesis | 2024 |
| Lernen der Reifenreibung bei Fahrzeugen mittels Gauß-Prozess-basierter Zustandsraummodelle / Tire-Friction Learning for Vehicles by Gaussian Process State Space Models | Master Thesis | 2024 |
| Gaußsche Prozessregression für Big Data / Gaussian Process Regression for Big Data | Master Thesis | 2024 |
| Dimensionalitätsreduktion für robuste, datengetriebene MPR / Dimensionality Reduction for Robust Data-enabled MPC | Master Thesis | 2024 |
| Aufsetzen und Regelung eines Exoskeletts / Set-up and losed-Loop Control of an Exoskeleton | Master Thesis | 2024 |
| Pfadverfolgende Modellprädiktive-Regelung für Energiedrachen / Path Following Model Predictive Control for Power Kites | Master Thesis | 2024 |
| Kompensation von Verzögerungen in Nichtlinearen modellprädiktiven Regelungen mittels NLP-Sensitivitätsanalyse / Compensation of Delays in Nonlinear Model Predictive Control Using NLP Sensitivity Analysis | Master Thesis | 2024 |
| Graph Diffusion for Imitation Learning in Robotics | Master Thesis | 2024 |
| Direkte datengesteuerte Regler für nichtlineare Systeme durch annähernde Aufhebung der Nichtlinearität / Direct Data-driven Controllers for Nonlinear Systems by Approximate Nonlinearity Cancellation | Bachelor Thesis | 2024 |
| Reglerentwurf zur Stabilisierung von optischen Mikroresonatoren auf photonischen Chips / Controller Design for Stabilization of Optical Microresonators on Photonic Integrated Circuit | Master Thesis | 2024 |
| Stochastische nichtlineare modellprädiktive Regelung von Offshore-Energie-Systemen mittels Gauß-Prozessen / Stochastic Nonlinear Model Predictive Control of Offshore Energy Systems using Gaussian Processes | Master Thesis | 2024 |
| Zustandsschätzung eines Windkraftanlagenmodells mithilfe physikalisch informierter neuronaler Netze / State Estimation of a Wind Turbine Model using Physics Informed Neural Networks | Master Thesis | 2024 |
| Multiobjektive Bayes'sche Optimierung von Batterie Schnellladeprotokollen / Multi-objective Bayesian Optimization of Battery Fast-charging Protocols | Master Thesis | 2024 |
| Modellierung der Zelldynamik unter Erhaltungstherapie bei akuter Lymphoblastischer Leukämie / Modeling of Coll Dynamics During Maintenance Therapy of Acute Lymphoblastic Leukemia | Master Thesis | 2024 |
| Entwicklung und Evaluation eines Mockups für einen digitalen Zwilling für die Flugzeugküche | Bachelor Thesis | 2024 |
| Datengetriebene modellprädiktive Regelung eines Dreitank-Systems / Data-Driven Model Predictive Control of a Three-Tank System | Bachelor Thesis | 2024 |
| Lageregelung und Ausrichtungsperformance der LISA-Satellitenkonstellation / DFACS Control and Pointing Performance of LISA Constellation | Master Thesis | 2024 |
| Sichere datengetriebene Regelung unter Verwendung spärlicher Systemidentifikation nichtlinearer dynamischer Systeme / Safe Data-driven Control using Sparse Identifikcation of Nonlinear Dynamics | Bachelor Thesis | 2024 |
| Ein Optimierungsansatz für transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) / An optimization approach for transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) | Bachelor Thesis | 2024 |
| Parametrierung der Kostenfunktion einer modellprädiktiven Regelung für das automatisierte Fahren mittels Bayes'scher Optimierung / Tuning the Cost Function of an MPC for Automated Driving using Bayesian Optimization | Bachelor Thesis | 2024 |
| Datengetriebene robuste Polvorgabe für lineare Systeme / Data-driven Robust Pole Placement Method for Linear Systems | Bachelor Thesis | 2024 |
| Mengenbasierte Redundanzanalyse und fehlertolerante Regelung dynamischer Systeme / Set-Based Redundancy Analysis and Fault-tolerant Control for Dynamic Systems | Bachelor Thesis | 2024 |
| Entwicklung eines Batteriemanagementsystems für einen Hochleistungs-Energiespeicher eines VTOL-Segelflugzeugs / Development of a Battery Management System for a High-Performance Energy Storage System of a VTOL Glider | Master Thesis | 2024 |
| LMI-basierte optimale Steuerung für vernetzte Systeme mit Zeitverzögerungen und Beschränkungen / LMI-based optimal control for constrained networked systems with time delay | Master Thesis | 2024 |