Open-Access-Journals @ Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
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Regelung eines selbstbalancierenden Roboters
No full textDer zweir¨adrige Balanceroboter ist zu einem sehr beliebten Projekt in den Bereichen Mechatronik und Robotik geworden. Durch die Nutzung des umgekehrten Pendels geh¨ort es zu den klassischen Systemen in Dynamik und Regelung. Allerdings stellt dieses System aufgrund seiner inh¨arenten Instabilit¨at und Nichtlinearit¨at eine der herausforderndsten Probleme in der Regelungstechnik dar. Die Stabilit¨at des Roboters wird durch eine Kombination aus mechanischem Design, R¨adern, Motoren, Sensoren und fortschrittlicher Software erreicht, die es ihm erm¨oglicht, sein Schwerpunkt in Echtzeit anzupassen. Das Projekt ist in zwei Hauptgruppen unterteilt: Hardware, Softwareimplementierung. Es wird eine detaillierte Betrachtung des Fortschritts jeder Phase erfolgen
Improved modeling and design of soft robots using sensitivity analysis
No full textThe key feature of soft robots is the use of soft materials. On the one hand, the softness is advantageous to fulfill tasks for which adaptability is important. On the other hand, the softness is challenging in modeling and design. We are sure that both modeling and design can benefit from sensitivity analysis. To illustrate this, we present two examples of a pneumatic multi-chamber actuator with load. The first example is based on global sensitivity indices and focuses on finding the model parameters of the actuator with the most influence. With this information, the model as well as the design of the actuator can be improved in an iterative process. The second example is based on Monte Carlo filtering and focuses on evaluating the influence of an eccentric external load on the actuator tip position, and the interaction of the parameters characterising the eccentricity position. In this case, the sensitivity analysis improves the general understanding of how external loads influence an actuator
Jahresbericht 2022
No full textDer vorliegende Jahresbericht 2022 der Fakultät für Informatik (FIN) der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) gibt Ihnen erneut einen kompakten Überblick über die zahlreichen Aktivitäten der Mitglieder der Fakultät in Lehre, Forschung und der „Third Mission“ der Universität, d. h. unser Engagement für und mit der Gesellschaft
Jahresbericht 2022: Jahresbericht der Lehrstühle für Elektrische Antriebssysteme, Elektrische Netze und Erneuerbare Energie, Elektromagnetische Verträglichkeit, Leistungselektronik
No full textAuch 2022 möchten wir Ihnen wieder unseren Jahresbericht überreichen, mit dem wir in gewohnter Weise über die neuesten Entwicklungen, Lehrveranstaltungen und Forschungsaktivitäten an den Lehrstühlen für „Elektrische Antriebssysteme“, „Elektrische Netze und Erneuerbare Energie“, „Leistungselektronik“ und „Elektromagnetische Verträglichkeit“ informieren
LEGO-Praktikum. Entwickeln, programmieren, optimieren: Berichte der Studierenden zum Projektseminar Elektrotechnik/Informationstechnik
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Halbautomatischer Getränkespender
No full textAufgrund des demographischen Wandels in der heutigen Gesellschaft ist festzustellen, dass die qualifizierten Pflegekräfte dem steigenden Bedarf an Arbeitsaufgaben nicht mehr abdecken können. Die Pflegeeinrichtungen sind nachgewiesenermaßen so überlastet, dass die Bedürftigen nicht angemessen gepflegt werden können. Laut [2] werden bereits 2035 500.000 qualifizierte Pflegekräfte fehlen, um den steigenden Bedarf zu decken. Wäre es möglich, dass man weniger anspruchsvolle Tätigkeiten in Pflegeeinrichtungen, wie z.B. das Einschenken von Getränken, automatisiert werden könnten, um das Fachpersonal zu entlasten
Die LEGO-Sortiermaschine mit Klappen
No full textIm Rahmen des LEGO-Praktikums wurde eine Sortiermaschine für LEGO-Steine entwickelt. Dazu wurde ein LEGO-Gestell mit 2 Motoren gebaut. Diese Motoren k¨onnen insgesamt 4 T¨uren steuern, wodurch eine Sortierung der LEGOSteine nach Farben m¨oglich wurde. Die Farberkennung wird durch eine Webcam erm¨oglicht. Wird nun ein LEGO-Stein in die Sortiermaschine gelegt, so wird die Farbe erkannt und die falschen Bahnen werden blockiert. Der LEGO-Stein rutscht nun auf einer bestimmten Bahn in den daf¨ur vorgesehenen Auffangbeh¨alter. Dieses Funktionsprinzip hat viele Anwendungs- und Erweiterungsm¨oglichkeiten. Mit diesem prinzipiellen Aufbau lassen sich vielerlei Dinge sortieren und somit in Automatisierungsprozesse eingliedern
A novel model for glaze ice accretion
No full textThis paper introduces a novel model to predict ice accretion in glaze ice conditions due to supercooled water droplets. Glaze icing is controlled by a large number of interacting physical phenomena. The purpose of the suggested model was to offer a faster alternative to explicitly modelling these phenomena. The paper presents the suggested model and investigates the sensitivity of the predictions on the model parameters for three experimental cases in the literature. The results indicate a qualitatively correct behavior. Quantitatively, the model over-predicts the amount of accreted ice, the error being significantly larger in severe icing conditions. The errors are caused partly by the choice of faster numerical approaches and by the lack of possibility to account for detaching ice from the surface
Stochastic Modeling of Electrohydrodynamically Enhanced Drag in One-Way and Fully Coupled Turbulent Poiseuille and Couette Flow
No full textDie gemeinsame Modellierung von hydrodynamischen und elektrokinetischen Prozessen stellt eine numerische Hürde dar, die jedoch für verschiedene Anwendungen in der Elektrochemie oder im Energieingenieurwesen kritisch ist. Der aktuelle Modellierungsbedarf für elektrohydrodynamische (EHD), turbulente Strömungen liegt in den kleinskaligen Prozessen und Skalenwechselwirkungen. Um diese Einschränkungen zu überwinden, wird ein stochastisches, eindimensionales Turbulenzmodell (ODT) genutzt. Das Modell zielt darauf ab, alle relevanten Skalen der Strömung aufzulösen, jedoch nur entlang einer gedachten Linie. Turbulente Advektion wird durch eine stochastisch gezogene Sequenz an Wirbelereignissen, welche deterministische molekular-diffusive Prozesse unterbrechen, modelliert. In dieser Studie werden zwei kanonische Strömungskonfigurationen untersucht, die verschiedene Kopplungsstrategien und physikalische Prozesse adressieren. Zuerst werden EHD-Effekte in der vertikalen Rohrströmungen eines idealen Gases variabler Dichte und einer konzentrischen, axialen Elektrode mit einem einfach gekoppelten Modellformulierung untersucht. Elektrische Felder werden durch eine Corona-Entladung und eine als konstant angenommene elektrische Ladungsverteilung vorgeschrieben. Danach werden EHD-Effekte in der turbulenten Grenzschicht mithilfe der etwas einfacher aufgebauten ebenen Couette-Strömung einer univalenten, ionischen Flüssigkeit unter Nutzung der vollständig gekoppelten Modellformulierung untersucht. Beide Anwendungsfälle demonstrieren, dass das ODT-Modell Vorhersagefähigkeit besitzt, da mehrskalige Transportprozesse aufgelöst werden können. Die gewonnen Ergebnisse legen nahe, dass das teurere vollständig gekoppelte Verfahren, im Gegensatz zum günstigeren einfach gekoppelten Verfahren, verwendet werden sollte, wenn die Relaxationszeiten der Ladungsträger signifikant größer als die mittlere advektive Zeitskala der Strömung ist.Joint predictive modeling of hydrodynamics and electrokinetics is a standing numerical challenge but crucial for various applications in electrochemistry and power engineering. The present lack in modeling of electrohydrodynamic (EHD) turbulent flows lies in the treatment of small-scale processes and scale interactions. To overcome these limitations, a stochastic one-dimensional turbulence (ODT) model is utilized. The model aims to resolve all scales of the flow, but only on a notional line-of-sight, modeling turbulent advection by a stochastically sampled sequence of eddy events that punctuate deterministic molecular diffusive advancement. In this study, two canonical flow configurations are investigated that address different coupling strategies and flow physics. First, EHD effects in a variable-density vertical pipe flow of an ideal gas with an inner concentric electrode are investigated with a one-way coupled model formulation. Electric fields are generated by means of a corona discharge and the corresponding effect of a fixed ionic charge density field. Second, in order to reduce physical complexity, EHD effects the turbulent boundary layers in plane Couette flow of an isothermal univalent ionic liquid are investigated with a fully coupled model formulation. Both application cases demonstrate that ODT has predictive capabilities due to multiscale resolution of transport processes. Present results suggest that more expensive fully than one-way coupling of electrokinetics is crucial when charge relaxation times are significantly larger than the mean advection time scale
CFD Assessment of an Ultralight Aircraft Including In-Flight Test Data Comparison
No full textIn-flight test campaign was conducted with an ultralight aircraft to gather static and total pressure data over the aircraftsurfaces and its surrounding using a purpose-built measurement system. The measured data served as the basis for the evaluation of the aircraft CFD simulation results. The CFD model considers the entire external geometry of the aircraft and utilises the in-house developed 3D corrected Virtual Blade Model to account for the propeller-induced flow field. The modelling approach and results are discussed and compared with the in-flight test data. A derivative of the baseline model was created with a detailed engine bay. The water and oil cooler devices were modelled with porous zones which properties were derived by explicit CFD simulation. The assessment of the flow field within the engine bay and the effect of the propeller-induced flow is discussed