Open-Access-Journals @ Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
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Autonom fahrender Aufklärungsroboter
No full textWir haben uns ihm Rahmen des Legopraktikums 2021 dem Thema der maschinellen Unterstützung in menschenfeindlichenGefahrensituationen angenommen und uns dafür entschieden einen autonom fahrenden Aufklärungsroboter zu entwickeln, der in der realen Anwendung beispielsweise in einem eingestürzten Gebäude eingesetzt werden könnte. In dem folgendenPaper geht es um die Konstruktion und den programmiertechnischen Hintergrund eines solchen Roboters, der in der Lageist, nach der autonomen Absolvierung eines Parkours, eine Grundlage für eine Einsatzplanung in diesem unbekannten Gebietauszugeben und somit eine Koordination eines Einsatzes zu ermöglichen, ohne das sich zuvor ein Mensch dieser Gefahr aussetzen musste
Autonom fahrender Aufklärungsroboter
No full textRoboter werden eingesetzt, um Menschen in allen Bereichen des Lebens zu helfen und Probleme zu lösen. In Situationen in denen das Leben eines Menschen gefährdet werden könnte, soll ein Roboter diese Aktion übernehmen, um das Risiko zu verringern. Im Rahmen des Projektseminars 2021 haben wir uns zur Aufgabe gesetzt einen Aufklärungsroboter aus Lego zu entwickeln, der in realen Szenarien eingesetzt werden kann um eine gefährliche Umgebung abzusuchen. In dem folgendem Paper geht es um die schrittweise Entwicklung eines Roboters, der eingesetzt wird um autonom einen Parkour zu bewältigen und währenddessen Informationen über diesen zu sammeln, welche eine Bergungsmission in dem zuvor unerforschten Gebiet zu ermöglichen. Der Einsatz des Roboters kann in einer realen Situation die Gefährdung von menschlichem Leben vorbeugen
Sortierbobby – Der Sortierroboter
No full textSchon seit 2013 findet jedes Jahr das Projektseminar der Fakult¨at Elektrotechnik/Informationstechnik statt. Ziel ist, einen Roboter mithlife der LEGO-Bausteine zu bauen und mittels MATLAB zu programmieren. Roboter spielen heutzutage eine große Rolle im Leben. Sie k¨onnen viele Aufgaben ¨ubernemen, die die Menschen wegen ihrer Gefahr wie z.B. Entsch¨arfen von Bomben nicht erledigen k¨onnen. Dieses Paper befasst sich mit einem Roboter, der die Farben von Objekten erkennt und an die richtige Stelle bringt (je nach Farbe). Außerdem wird noch erw¨ahnt, wie der Roboter gebaut und anschließend programmiert wurde
Sortierbobby – Der Sortierroboter
No full textSeit 2013 findet j¨ahrlich das Projektseminar der Fakult¨at Elektrotechnik/Informationstechnik statt, welches die Aufgabe stellt, den Studierenden einen Roboter mithilfe der Bausteine bauen zu lassen und entsprechend auch zu simulieren. Die Idee war, im Projektseminar einen Sortierroboter zu entwickeln. In dem nachfolgenden Artikel wird veranschaulicht, wie sich der Sortierroboter mithilfe der Lego Bausteine, den dazugeh¨origen Ger¨aten und MATLAB realisieren l¨asst. Im Zuge des Projekts ist ein Roboter entwickelt worden, der B¨alle entsprechend ihrer Farbe sortiert
Konstruktion und Programmierung eines LEGO-Greifarmes mit automatisierter Objektsuche
No full textIm Rahmen dieses Papers wird die Konstruktion und Programmierung eines station¨aren Greifroboters beschrieben, welcher Tracking- und Greifprozesse durchfuhren kann. Im Folgenden werden Probleme und L¨osungen der Bereiche Hardware und Software pr¨asentiert, speziell die Konstruktion und die Bildverarbeitung/ -analyse in MATLAB auf Grundlage des Blob Detection Bildanalysealgorithmus. Die Problematiken der Gewichtsverteilung und des Feintrackings erfordern das experimentelle Austesten des mit Lego Umsetzbaren. Die finale Version f ¨uhrt die Prozesse aufgrund der Kameraposition halbautomatisch aus, d.h. nach jedem Tracking muss die Kamera manuell entfernt werden. Der optimierte Algorithmus arbeitet mit einer Bildauswertung pro Sekunde und erlaubt schnelles und effektives Tracken. Der Greifroboter kann ein rotes Objekt auf einer festen Kreisbahn um den Mittelpunkt des Roboters suchen, anvisieren, greifen und nach einem akustischen Befehl wiederablegen
Shifting the Phase-In: Primary and Secondary Coal Regions, the Protoanthropocene, and Early Industrializations
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Protection concepts in distribution networks with decentralised energy resources
No full textDie stetig steigende Anbindung von dezentralen Energieerzeugern (DER) an Mittel- (MS) und Niederspannungsnetze (NS) fordert eine Analyse der bestehenden Netzschutzkonzepte. Die Beeinflussung der Netzschutzkonzepte ist abhängig davon, wie die DER an das Mittelspannungsnetz angebunden sind. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Analyse von Beeinflussungen durch kleine DER, die an das Mittelspannungsnetz über einen Umrichter angebunden sind. Das erste Problem, das in dieser Arbeit untersucht ist, ist die Beeinflussung der unterschiedlichen Schutzalgorithmen durch hohe Anteile von Harmonischen. Diese werden verursacht durch die steigende Zahl elektrischer Geräte, sowohl auf der Verbraucherseite als auch auf der Seite der Energieerzeuger. Die Beeinflussung, entsprechend der Norm IEC 61000-3–2, wurde an unterschiedlichen Typen von Netzschutzsystemen untersucht. Die getesteten Distanzschutzalgorithmen basierten auf konventionellen Methoden zu Berechnung der Impedanz wie: SinusAlgorithmen, Algorithmen basierend auf der Leitungs-Differentialgleichung erster oder zweiter Ordnung, Filteralgorithmen für Berechnung komplexer Zeiger, und Algorithmen, die auf künstliche Intelligenz basieren, wie harmonisch aktivierte neuronale Netze. Die unterschiedlichen Typen von Netzschutzprinzipien, die untersucht wurden sind: Überstrom, Distanz und Differenzial. Einige Untersuchungen wurden auch im Netzschutzlabor der Universität durchgeführt. Bei beiden Tests konnte nachgewiesen werden, dass die heutigen state-of-the-art Netzschutzsysteme durch Harmonische entsprechend IEC 61000-3–2, praktisch nicht beeinflusst werden. Der zweite Problemkreis der in dieser Arbeit diskutiert wird sind die Anforderungen, welche die Anbindung von DER an das Netz, an moderne Netzschutzsysteme stellen. Einige Beispiele illustrieren die Lage der Energieversorgung der Zukunft und zeigen Selektivitätsprobleme auf, sollten nur konventionelle Netzschutzsysteme benutzt werden. In dieser Arbeit wird ein neues Schutzkonzept für Mittelspannungsnetze mit hohem Anteil an DER vorgestellt und analysiert. Das Konzept beruht auf der neuen Norm für „Substation Automatisation System - IEC 61850“ und einem Netzschutz-Managementsystem. Die Methode der zusätzlichen Signal-Einspeisung wurde ebenfalls vorgestellt. Die Basis eines effizienten Netzschutz-Managementsystems ist das Wissen vom Verhalten des Systems in normalen Betrieb und unter Fehlerbedingungen. Die Computer- und Internettechnologie, die moderne Kommunikation, der interdisziplinäre Datenaustausch stellen ganz neue Anforderungen an die Wissensbasis energietechnischer Ingenieure. Mit dem Ziel neue Medien in der Ingenieurausbildung einzusetzen ist, im Rahmen dieser Arbeit ein E-learning Kurs entwickelt worden. Dabei ermöglicht das Internet neue Methoden zur Wissensvermittlung zu entwickeln. Die Unabhängigkeit von Zeit und Ort, die große Anzahl von Lehrmöglichkeiten und die Online-Diskussionen sind nur einige zu nennende Vorteile. In dieser Arbeit ist die Idee zur Realisierung sowie Ergebnisse des E-learning Kurses im Bereich digitaler Netzschutztechnik, als Erweiterung der konventionellen Lehrveranstaltung präsentiert worden. Dieser Kurs wird den Studenten der Universität in einem speziell gestalteten Multimedialabor angeboten. Es besteht via Internet die Möglichkeit den Kurses z.B. zu Hause zur Wiederholung und Prüfungsvorbereitung nochmals zu bearbeiten.
The continuously rising implementation of DER in the distribution network requests analyses of the present network protection concepts. Depending on the type of connection to the network, the influences of the DER on the network protection systems vary. This dissertation concentrates on the analyses of the influence of implementation of small DER, which are connected to the network via an inverter. The first problem discussed in this dissertation is the influence of high level of harmonics on the protection devices. The rising implementation of power electronic devices into the network, both on the side of the energy generation and energy consumption, leads to a high level of injected harmonics into the network. The influence of a high amount of harmonics, according to the Standard IEC 61000-3–2, on different types of algorithms implemented in different types of protection devices was investigated using a test network. The tested algorithms implemented in the distance protection devices were based on conventional methods such as steady state algorithms, algorithms using the differential equation of first or second order written for the protected line, algorithms based on the filter approach, and on the “new” methods using artificial intelligence i.e.: parametrical estimation and harmonic activated neuronal networks. The different types of protection devices that were investigated were based on the principle of over-current (definite-current and inverse time), distance and differential. Some of the tests were conducted in the protection technique laboratory at the university. From both tests (simulation and practical) it is concluded that the state-of-the-art protection devices are insensitive to harmonics according to the allowed level by the standard IEC 61000-3–2. The tendency of today’s protection technology engineers lies in searching for ways to shorten of the calculation time of the algorithms. The second problem discussed is the challenge set to the network protection systems in the distribution networks with implemented DER. A few examples illustrate the situation of the energy supply of the future illustrate the problems of lack of protection with the present protection concepts. In this sense, this work presents and analyses a protectionconcept in distribution networks with DER, using the substation automation system and the protection management system based on the new standard IEC 61850 for communication networks in substations. The method of using an additional signal injection as additional criteria for the presented network protection concept is also discussed. The basis for efficient protection system management is the knowledge of power system performance under fault and normal operation (service) conditions as well as the switchgear interfaces. This requires a proper knowledge of power system engineering. With a changeable power system infrastructure, the protection system management becomes a real challenge to the network protection experts. Computer- and internet technology, modern serial communications, sharing of data with other disciplines and a trend towards system engineering require a broader knowledge and close co-operation with others, beside the protection system engineers. With the goal of spreading the knowledge of network protection systems, in the frames of this work a special e-learning course was realised. The internet provides new possibilities for gaining and spreading knowledge. The time and place independence, the high amount of possibilities for knowledge sources and on line discussions are just a few of the possibilities. In this work, the idea, the realisation and the implementation of this new way of teaching and studying digital network protection alongside the conventional way are presented as well. An importance is also given to the feed back of the user of the e-learning course. This course is offered to the students at the university in a specially realised multimedia laboratory and used for gaining knowledge in the area of network protection technique. The possibility of using the course at home for re-capitulation of the taught material and for self-test is also possible, by simply logging on to the e-learning course. This course could also be used by engineers who want to refresh their knowledge in the form of a fast (self) training.
 
Antenna theory in resonating systems derived from fundamental electromagnetism
No full textIn der vorliegenden Arbeit werden Konzepte der Antennentheorie mit denen der Mikrowellentheorie verkn¨upft, um eine “Antennentheorie innerhalb resonierender Systeme” zu formulieren. Resonierende Systeme sind in diesem Zusammenhang als r¨aumliche Umgebungen definiert, innerhalb derer sich elektromagnetische Resonanzen (“stehende Wellen”) ausbilden k¨onnen. Eine Antennentheorie innerhalb resonierender Systeme bietet einen geeigneten Rahmen zur Modellierung innerer Probleme der elektromagnetischen Vertr¨aglichkeit. Diese Modellierung beinhaltet haupts¨ achlich die Untersuchung der Wechselwirkung von Antennen, wobei elektromagnetische St¨orquellen durch sendende Antennen und elektromagnetische St¨orsenken durch empfangende Antennen repr¨asentiert werden. Unsere Vorgehensweise orientiert sich an den folgenden drei Fragestellungen:1. Welche Gleichungen bestimmen das Verhalten von Antennen innerhalb resonierender Systeme (physikalische Modellbildung und mathematische Formulierung)?2. Welche mathematischen Methoden sind anzuwenden, um diese Gleichungen hinreichend genau und schnell auswerten zu k¨onnen (analytische und numerische L¨osungsverfahren)?3. Welche Schlussfolgerungen lassen sich aus den gewonnenen L¨osungen ziehen (physikalische Interpretation und technische Anwendung)?Um auf diese Fragestellungen ad¨aquat eingehen zu k¨onnen, ist die Kenntnis der grundlegenden Konzepte der klassischen Elektrodynamik unabdingbar. Diese Konzepte werden in Kapitel 1 vollst¨andig eingef¨uhrt und interpretiert. Die gew¨ahlte Darstellung ist als Kombination von Maxwellscher Axiomatik und eichtheoretischer Beschreibung origin¨ar. Eine wichtige Konsequenz ist die Identifikation der zwei komplement¨aren Arten von Singularit¨aten des elektromagnetischen Feldes, welche durch Coulomb-Singularit¨aten und elektromagnetische Resonanzen gegeben sind. Entsprechend lassen sich elektromagnetische Felder in Coulomb-Felder und Strahlungsfelder unterteilen. F¨ ur die in praktischen Anwendungen auftretenden elektromagnetischen Felder ist eine exakte Aufspaltung in diese beiden Feldanteile in der Regel nicht m¨oglich. Diese untrennbare Verkn¨upfung von Coulomb-Anteilen und Strahlungsanteilen ist der haupts¨ achliche Grund f¨ ur die bei der Formulierung und Anwendung einer Antennentheorie in resonierenden Systemen auftretenden Schwierigkeiten.  
Parametrierung elektrischer Äquivalentschaltbilder von PEM Brennstoffzellen
No full textIn dieser Arbeit ist das statische und dynamische Klemmenspannungsverhalten von PEM Brennstoffzellen untersucht worden. Auf Grundlage der experimentellen Ergebnisse ist ein elektrisches Äquivalentschaltbild für statische und dynamische Zeitbereiche entwickelt und parametriert worden.