Aktualisiert: 2023-07-02
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Logistik und Echtzeit
Schlüsselwort: Echtzeitfähigkeit
Logistik und Echtzeit
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Echtzeit und Sicherheit
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Echtzeit und Sicherheit
Internet der Dinge
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Echtzeitfähige Bewegungsplanung mit Hindernisvermeidung für unbemannte, senkrecht startende Luft- und Raumfahrzeuge
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der echtzeitfähigen Bewegungsplanung unbemannter, senkrecht startender Luftfahrzeuge. Diese Autonomiefunktion behandelt das Problem der Suche und Optimierung einer Bewegungstrajektorie des Luftfahrzeuges unter Berücksichtigung von Randbedingungen wie z.B. das Vermeiden von Hindernissen, Einhalten von maximalen Fluggeschwindigkeiten oder auch die Beschränkung der Lage des Luftfahrzeugs.
Um sich diesem Problem zu nähern, wird zunächst ein Ansatz zur prädiktiven Bahnplanung auf Basis der nichtlinearen modellprädiktiven Regelung mit Beschränkungen in Zuständen und Steuergrößen vorgestellt, der besonders für die echtzeitfähige Implementierung auf kleiner und kompakter Rechnerhardware geeignet ist und eine Hindernisvermeidung unter Nutzung einer dreidimensionalen Punktwolke beinhaltet. Zur Demonstration der Echtzeitfähigkeit werden in dieser Arbeit zwei unterschiedliche Bordrechnerarchitekturen betrachtet: Der erste Ansatz verfolgt die Implementierung auf einem kleinen eingebetteten System, das einen FPGA zur Beschleunigung der für die Hindernisvermeidung benötigten Abstandsberechnungen einsetzt. Flugversuche sowie Hardware-in-the-loop Simulationen belegen die Machbarkeit.
Der zweite, verbesserte Ansatz benutzt zur echtzeitfähigen Umsetzung eine Grafikkarte auf einem Tabletcomputer zur Beschleunigung der Modellprädiktion und der aufwendigen Abstandsberechnungen zu den Hindernissen. Statistische Betrachtungen von Laufzeitmessungen zeigen die echtzeitfähige Umsetzbarkeit dieses Ansatzes.
Die Arbeit liefert damit Beiträge im Bereich Bahnplanung für unbemannte, automatisch fliegende Fluggeräte, die geeignet sind, einen sicheren Betrieb im Sinne der Einhaltung von Beschränkungen beteiligter Zustände und Steuergrößen zu garantieren.
Aktualisiert: 2021-11-03
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Ein reduziertes Modell zur Simulation des transienten thermischen Verhaltens einer Fahrzeugkabine
Ein reduziertes Modell zur Simulation des transienten thermischen Verhaltens einer Fahrzeugkabine
Echtzeit und Sicherheit
Internet der Dinge
Logistik und Echtzeit
Entwicklung eines echtzeitfähigen Motorströmungs- und Stickoxidmodells zur Kopplung an einen HiL-Simulator
Aras Mirfendreski stellt neue Methoden für die Motorsimulation vor. Er behandelt dabei Themen wie Motorströmung, Luftpfad und Stickoxid-Emissionen. Für die Anbindung der Modelle an ein Motorsteuergerät über einen Echtzeitsimulator muss für eine stabile Kopplung eine sehr hohe Rechengeschwindigkeit (Echtzeit) garantiert sein. Daher liegt der Fokus des Autors vor allem darauf, derzeitige Standardsimulationsmethoden schneller zu gestalten, ohne dabei an Effizienz und Genauigkeit zu verlieren.
Aktualisiert: 2023-04-02
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Entwurf und Optimierung einer Echtzeit-Prozesskommunikation für die Schutz-und Leittechnik der elektrischen Energieversorgung
Die Schutz- und Leittechnik in einer Schaltanlage der elektrischen Energieversorgung ist ein verteiltes System, das bisher überwiegend durch eine aufwendige Parallelverdrahtung analoger Signale realisiert wird. Digitale Feldbuskommunikation kann diesen Aufwand erheblich verringern, den Austausch von Schutzgeräten vereinfachen und durch Verwendung optischer Medien zur Sicherheit und EMV-Störfestigkeit beitragen. In dieser Arbeit werden echtzeitfähige Feldbussysteme, innovative Architekturen und insbesondere Methoden des industriellen Ethernets betrachtet. Anschließend wird ein Konzept präsentiert, das möglichst geringe Anforderungen an die Kommunikationsteilnehmer stellt, konform zum Standard-Ethernet ist und stets deterministisch reagiert. Grundlage und Referenz ist der vorherrschende Standard IEC 61850. Ein umfangreiches Informations- und Kommunikationsmodell wird zur Analyse hergeleitet. Schließlich wird das Systemkonzept durch spezifizierte Anforderungen, experimentelle Tests und ausführliche Zuverlässigkeitsberechnungen evaluiert.
Aktualisiert: 2021-03-31
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Echtzeit und Sicherheit
Logistik und Echtzeit
Entwicklung eines echtzeitfähigen Motorströmungs- und Stickoxidmodells zur Kopplung an einen HiL-Simulator
Aras Mirfendreski stellt neue Methoden für die Motorsimulation vor. Er behandelt dabei Themen wie Motorströmung, Luftpfad und Stickoxid-Emissionen. Für die Anbindung der Modelle an ein Motorsteuergerät über einen Echtzeitsimulator muss für eine stabile Kopplung eine sehr hohe Rechengeschwindigkeit (Echtzeit) garantiert sein. Daher liegt der Fokus des Autors vor allem darauf, derzeitige Standardsimulationsmethoden schneller zu gestalten, ohne dabei an Effizienz und Genauigkeit zu verlieren.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Internet der Dinge
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