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Entwicklung eines frequenzabhängigen Kabelmodells unter Verwendung einer komplexen π-Ersatzanordnung
Get PDFKabel sind ein wichtiger Bestandteil des Elektroenergiesystems. Für die Kenntnis des Verhaltens von Kabeln sind Modelle erforderlich, die ihr Verhalten im stationären Zustand und bei transienten Vorgängen hinreichend genau abbilden können. Eine Methode zur Modellierung von Kabeln basiert auf konzentrierten Parametern. Hierbei wird das Kabel durch eine Ersatzanordnung, in der Regel durch eine Kaskade von π-Gliedern, modelliert. Das Prinzip dieser Modelle ist relativ einfach. Allerdings vernachlässigt das bisher verwendete π-Glieder-Kabelmodell die Frequenzabhängigkeit der Kabelparameter. Deshalb wird dieses Modell nur im stationären Zustand verwendet. In dieser Arbeit erfolgt die Entwicklung eines auf π-Gliedern basierenden Kabelmodells, mit dem der stationäre Zustand und die transienten Vorgänge beschrieben werden können. Dabei wird der Einfluss unterschiedlicher Faktoren auf die Resultate des neu entwickelten Kabelmodells sowohl im Frequenz- als auch im Zeitbereich ausführlich untersucht.Cables are an important part of the electrical energy system. Describing the cable behavior by stationary or transients phenomena requires cable models with proper accuracy. The simulation of transients is more complicated than the calculation of currents and voltages in the nominal frequency range. The model has to represent the frequency dependency and the wave propagation behavior of cable lines. The introduced model is based on a cascaded π-section. A modal transformation technique has been used for the calculation in the time domain. The frequency-dependent elements of the related modal transformation matrices have been fitted with rational functions. The frequency dependence of cable parameters has been reproduced using a vector fitting algorithm and has been implemented into a RLC-network for each π-section. The proposed full model has been validated with measured data
Dynamische Flugroutenplanung für Adaptive Drohnenmissionen
No full textDie Auswahl an Hardware und Software auf dem Drohnen-Markt nimmt stetig zu.
Autopilot-Software wie z. B. ArduCopter bietet bereits die Möglichkeit eine vor dem Flug definierte Liste von Wegpunkten automatisiert abzufliegen. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Software entwickelt, die dynamische Flugroutenplanung ermöglicht. Befindet sich beispielsweise ein Hindernis auf der aktuellen Flugbahn, berechnet ein Pfadplanungsalgorithmus eine neue Route ohne Kollision um dieses Hindernis herum
Automatic Requirement Tracing for Multi-Source Trace points
Get PDFThe software plays an important role in the current era of automotive development and the robust functionality of a software can only be achieved by following proper development process. The requirement engineering and the management of requirements are one of the key point in the software development. The requirements help the software developer to validate and verify the designed software.
The Knorr-Bremse is one of the leading company in the automotive and locomotive industry which expertise in the area of braking system. The software department has been searching for a new approach in the area of requirement tracing and to evaluate the progress and performance of the complete system. They planned to design a new tool which should be able to trace the requirement and signals which means it should detect the new variation in the project automatically and update the software modules and test cases. Another mandatory functionality of tool is the measurement of progress and performance of complete system/project. The evaluation includes the quality of work of the software developer as well as the recording of milestones which has been achieved.
A project has been planned for this master thesis is to develop a tool using various programming languages such as C-sharp, ASCET, ESRA Launcher, Graph-viz and XML. The purpose of this tool is to solve the above stated scientific challenge.
The first phase is to design a tool which extracts the specific project data such as requirements and signals from 620 Requirement Specification files and then this data would search for the multi-level trace points in software and test modules based data. Upon successful search, the tool generates graphical representation of trace points for selected level of architecture.
The second phase is to enhance the tool for measure the progress and performance of project selected by user. This task has been performed by developing an KPI. The GUI has been developed which represents the previous and current progress of project using famous graphical methods such as histogram, stag bar, bubble chart etc
Requirement Recognition: Evaluierung von Ansätzen zur automatischen Generierung von Code aus Kundenanforderungen
Get PDFInnerhalb der Automobilindustrie hat sich MATLAB/Simulink als Standardsoftware
zur Entwicklung von Steuergerätsoftware durchgesetzt und besticht durch eine hohe technische Abstraktion sowie eine gute Lesbarkeit. Dabei bedient sich Simulink den Prinzipien der modellgetriebenen Softwareentwicklung, bei denen Software in einer domänenspezifischen Sprache entwickelt wird und anschließend auf eine technisch niedrigere Abstraktionsebene transformiert wird.
Das in dieser Masterarbeit entwickelte Anforderungskonzept für eingebettete Systeme ermöglicht die teilautomatisierte Übertragung von Softwareanforderungen in ein Simulink-Modell und fügt dem Konzept der modellgetriebenen Softwareentwicklung eine zusätzliche Abstraktionsebene hinzu. Das Augenmerk liegt hierbei auf der Reduzierung von manuellen und redundanten Arbeitsschritten sowie einer hohen Übereinstimmung von Pflichtenheft und Modell. Das vorgestellte Konzept unterstützt eine vollautomatische Architekturgenerierung auf Basis des Pflichtenheft sowie Parameter und Signaldefinitionen. Ergänzend wird auch eine Notation zur teilautomatischen Generierung funktionaler Anforderungen vorgestellt aber auch informelle Anforderungsdefinitionen unterstützt und Softwaregestaltungsrichtlinien der ISO-26262 konzeptionell mitberücksichtigt.
Abschließend wird eine prototypische Implementierung eines Transformators aufgezeigt und die Funktionalität anhand eines Fallbeispiels demonstriert. Hierbei hat sich gezeigt das auf Basis von wenigen Anforderungen ein hochspezifiziertes Simulink-Modell erstellt werden kann, welches dem Entwickler zahlreiche Routineaufgaben abnimmt und eine Konzentration auf die konzeptionell schwierigen Elemente der Softwareentwicklung erlaubt.Within the automotive industry MATLAB/Simulink has established itself as standard software for the development of electronic control unit software and impresses with its high technical abstraction and good readability. Simulink uses the principles of model-driven software development, in which software is developed in a domainspecific language and then transformed to a technically lower abstraction level.
The requirements concept for embedded systems developed in this master thesis enables the semi-automated transfer of software requirements into a Simulink model and adds an additional abstraction level to the concept of model-driven software development. The focus here is on the reduction of manual and redundant work steps as well as a high degree of conformity between the specifications and the model. The
presented concept supports a fully automatic architecture generation based on the requirement specification as well as parameters and signal definitions. In addition, a notation for semi-automatic generation of functional requirements is presented, but informal requirement definitions are also supported and software design guidelines of ISO-26262 are conceptually taken into account.
Finally, a prototype implementation of a transformer will be displayed and its functionality demonstrated by means of a case study. This has shown that a highly specified Simulink model can be created on the basis of a few requirements, which relieves the developer of numerous routine tasks and allows concentration on the conceptually difficult elements of software development
New synthetic hosts for sulfate and nucleoside triphosphates: understanding non-covalent interactions
Get PDFThe present work describes new aspects of organic and supramolecular chemistry. The scientific contribution consists of two parts, which focus on the development of receptors for the sulfate anion and quantitative assessment of stacking interactions between an anthracene dye and nucleobases in an aqueous solution.
In Chapter 1, basic concepts concerning supramolecular chemistry and recognition of cations and anions are discussed, as well as modern methods for the determination of binding constants. Particular attention is paid to fluorescence sensing of ions and underlying mechanisms of binding-induced fluorescence responses. Chapter 2 is dedicated to the design and synthesis of new fluorescent sulfate receptors functioning in aqueous solution. After a short review of the most effective sulfate receptors/probes created so far, a new design of PET probes for sulfate sensing is presented. The syntheses and anion binding properties of new compounds are described. The experimental data obtained for the receptors are discussed in detail to reveal the origin of high selectivity towards sulfate. Chapter 3 explores the importance of nucleobase–arene stacking interactions in recognition of nucleotides by synthetic receptors. Various experimental and theoretical approaches are presented to assess dispersion interactions between aromatic rings and nucleobases in the receptor–nucleotide complexes
Photon-plasmon coupling in optoplasmonic microtube cavities
Get PDFOptoplasmonic microtube cavities, the combination of dielectric microcavities and noble metal layers, allow for the interactions between photonic modes and surface plasmons, leading to several novel phenomena and promising applications. In this thesis, the hybrid modes with different plasmon-types of evanescent field in the optoplasmonic microtube cavities are discussed. The basic physical mechanism for the generation of plasmon-type field is comprehensively investigated based on an effective potential approach. In particular, when the cavity wall becomes ultra-thin, the plasmon-type field can be greatly enhanced, and the hybrid modes are identified as strong photon-plasmon hybrid modes which are experimentally demonstrated in the metal-coated rolled-up microtube cavities. By designing a metal nanocap onto microtube cavities, angle-dependent tuning of hybrid photon-plasmon modes are realized, in which TE and TM polarized modes exhibit inverse tuning trends due to the polarization match/mismatch. And a novel sensing scheme is proposed relying on the intensity ratio change of TE and TM modes instead of conventionally used mode shift. In addition, localized surface plasmon resonances coupled to resonant light is explored by designing a vertical metal nanogap on microtube cavities. Selective coupling of high-order axial modes is demonstrated depending on spatial-location of the metal nanogap. A modified quasi-potential well model based on perturbation theory is developed to explain the selective coupling mechanism. These researches systematically explore the design of optoplasmonic microtube cavities and the mechanism of photon-plasmon coupling therein, which provide a novel platform for the study of both fundamental and applied physics such as the enhanced light-matter interactions and label-free sensing
„So waren wir denn oft recht glücklich bei manchen Sorgen über unser bürgerliches Leben. Denn wir brauchen mehr als wir verdienen.“: Einblicke in das Alltagsleben eines Künstlerpaares: Die Ehetagebücher von Robert und Clara Schumann
Get PDFStefanie Reinhold befasst sich in ihrem Artikel mit Robert und Clara Schumann und gibt hier auf Grundlage des von beiden geführten Tagebuches Einblicke in das gemeinsame Leben eines Künstlerehepaars am Ende des 19. Jahrhunderts
Numerical Methods for Bayesian Inference in Hilbert Spaces
Get PDFBayesian inference occurs when prior knowledge about uncertain parameters in mathematical models is merged with new observational data related to the model outcome. In this thesis we focus on models given by partial differential equations where the uncertain parameters are coefficient functions belonging to infinite dimensional function spaces. The result of the Bayesian inference is then a well-defined posterior probability measure on a function space describing the updated knowledge about the uncertain coefficient.
For decision making and post-processing it is often required to sample or integrate wit resprect to the posterior measure. This calls for sampling or numerical methods which are suitable for infinite dimensional spaces. In this work we focus on Kalman filter techniques based on ensembles or polynomial chaos expansions as well as Markov chain Monte Carlo methods.
We analyze the Kalman filters by proving convergence and discussing their applicability in the context of Bayesian inference. Moreover, we develop and study an improved dimension-independent Metropolis-Hastings algorithm. Here, we show geometric ergodicity of the new method by a spectral gap approach using a novel comparison result for spectral gaps. Besides that, we observe and further analyze the robustness of the proposed algorithm with respect to decreasing observational noise. This robustness is another desirable property of numerical methods for Bayesian inference.
The work concludes with the application of the discussed methods to a real-world groundwater flow problem illustrating, in particular, the Bayesian approach for uncertainty quantification in practice.Bayessche Inferenz besteht daraus, vorhandenes a-priori Wissen über unsichere Parameter in mathematischen Modellen mit neuen Beobachtungen messbarer Modellgrößen zusammenzuführen. In dieser Dissertation beschäftigen wir uns mit Modellen, die durch partielle Differentialgleichungen beschrieben sind. Die unbekannten Parameter sind dabei Koeffizientenfunktionen, die aus einem unendlich dimensionalen Funktionenraum kommen. Das Resultat der Bayesschen Inferenz ist dann eine wohldefinierte a-posteriori Wahrscheinlichkeitsverteilung auf diesem Funktionenraum, welche das aktualisierte Wissen über den unsicheren Koeffizienten beschreibt.
Für Entscheidungsverfahren oder Postprocessing ist es oft notwendig die a-posteriori Verteilung zu simulieren oder bzgl. dieser zu integrieren. Dies verlangt nach numerischen Verfahren, welche sich zur Simulation in unendlich dimensionalen Räumen eignen. In dieser Arbeit betrachten wir Kalmanfiltertechniken, die auf Ensembles oder polynomiellen Chaosentwicklungen basieren, sowie Markowketten-Monte-Carlo-Methoden.
Wir analysieren die erwähnte Kalmanfilter, indem wir deren Konvergenz zeigen und ihre Anwendbarkeit im Kontext Bayesscher Inferenz diskutieren. Weiterhin entwickeln und studieren wir einen verbesserten dimensionsunabhängigen Metropolis-Hastings-Algorithmus. Hierbei weisen wir geometrische Ergodizität mit Hilfe eines neuen Resultates zum Vergleich der Spektrallücken von Markowketten nach. Zusätzlich beobachten und analysieren wir die Robustheit der neuen Methode bzgl. eines fallenden Beobachtungsfehlers. Diese Robustheit ist eine weitere wünschenswerte Eigenschaft numerischer Methoden für Bayessche Inferenz.
Den Abschluss der Arbeit bildet die Anwendung der diskutierten Methoden auf ein reales Grundwasserproblem, was insbesondere den Bayesschen Zugang zur Unsicherheitsquantifizierung in der Praxis illustriert
Ähnlichkeitsmessung von ausgewählten Datentypen in Datenbanksystemen zur Berechnung des Grades der Anonymisierung
Get PDFEs soll ein mathematisches Modell zur Berechnung von Abweichungen verschiedener Datentypen auf relationalen Datenbanksystemen eingeführt und getestet werden. Basis dieses Modells sind Ähnlichkeitsmessungen für verschiedene Datentypen.
Hierbei führen wir zunächst eine Betrachtung der relevanten Datentypen für die Arbeit durch. Danach definieren wir für die für diese Arbeit relevanten Datentypen eine Algebra, welche die Grundlage zur Berechnung des Anonymisierungsgrades θ ist.
Das Modell soll zur Messung des Grades der Anonymisierung, vor allem personenbezogener Daten, zwischen Test- und Produktionsdaten angewendet werden. Diese Messung ist im Zuge der Einführung der EU-DSGVO im Mai 2018 sinnvoll, und soll helfen personenbezogene Daten mit einem hohen Ähnlichkeitsgrad zu identifizieren
Modulbasierte Synthese ebener Koppelgetriebe unter Einbeziehung kinetischer Kenngrößen
Get PDFDie Entwicklung mechanischer Antriebskonzepte für nichtlineare Bewegungsaufgaben stellt bis heute ein komplexes und domänenübergreifendes Fachgebiet des Maschinenbaus dar. Auf dem Gebiet der ebenen Koppelgetriebe gibt es dabei seit vielen Jahren Versuche, die optimale Lösung für eine Aufgabe unter Berücksichtigung kinetischer Kenngrößen zu finden. Die vorliegende Arbeit stellt eine Methodik vor, die sowohl den klassischen Verfahren der Getriebetechnik als auch den Ansätzen der Mechanik zum Ausgleich der Massenwirkungen im Getriebe gerecht wird. Der entwickelte Ansatz des modulbasierten Analyse-Synthese-Parameter-Abgleiches (ASPA) erlaubt erstmals eine domänenübergreifende Simulation komplexer Antriebskonzepte auf Basis einer neuartigen modularen Synthesebibliothek. Diese lässt sich dank umfangreicher Dokumentation und der dargestellten Programmablaufpläne in beliebige Software implementieren. Die exemplarisch im Systemsimulator SimulationX implementierte Bibliothek ermöglicht somit unter anderem die Anwendung der klassischen Drei- und Vierlagensynthese im bewegten oder ruhenden Bezugssystem für Dreh- und Schubgelenkketten. Neben der Ausgabe gerundeter Getriebeabmessungen eröffnet der beschriebene Ansatz somit die Berücksichtigung kinetischer Kenngrößen wie den Pendelschwingungen in spielbehafteten Gelenken oder der Änderung der Trägheitskenngrößen während der Synthese. Weiterführend kann eine multikriterielle Optimierung der noch freien Syntheseparameter erfolgen.Developing nonlinear transmitting planar coupler linkages represents a domain spanning area in mechanical engineering. In recent years many efforts have been made to determine the optimal planar linkage regarding kinetic characteristics. This thesis introduces a method linking classical synthesis procedures with mechanical approaches for a dynamically balanced mechanism. For the first time, the module based analysis-synthesis-parameter-adjustment (ASPA) allows for a domain spanning simulation of complex drive assemblies based on a novel modular synthesis library. Due to an extensive documentation and detailed program flow charts it is possible to implement the library in arbitrary software environments. The exemplarily implemented library in SimulationX allows to apply the classical three- and four-position synthesis within a steady or moving reference frame of revolute or prismatic joint chains. Further, the modules return rounded link dimensions. By applying this library according to ASPA it is now possible to account for kinetic boundaries such as pendulum oscillations of joints with joint clearance or the change of mass properties during the position synthesis. Thus, a multi-criteria optimization of the remaining free synthesis parameters can be applied