Aktualisiert: 2023-07-02
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Mechanische Systeme
Schlüsselwort: Systemdynamik
Mechanische Systeme
Automobilergonomie
Ergonomie lehrt, wie Technik so zu gestalten ist, dass sie optimal an die Bedürfnisse, Wünsche und Eigenschaften des Nutzers angepasst ist. Es hat sich in diesem Zusammenhang der Begriff vom Mensch-Maschine-System etabliert. Sachsystematisch und mit detailliertem Blick auf die komplizierten technischen und wahrnehmungspsychologischen und methodischen Zusammenhänge werden in diesem Buch die Grundlagen mit zahlreichen Beispielen erklärt. Dabei zeigt sich die Anwendung der Fahrzeugergonomie in den Beispielen wie Package, Gestaltung von Anzeigen und Bedienelementen, von Umweltergonomie wie Beleuchtung, Schall, Schwingungen, Klima und Geruch. Auch die Gestaltung von Fahrerassistenzsystemen aus ergonomischer Sicht ist ein zentrales Thema. Abgerundet wird das Buch durch Methoden der ergonomischen Fahrzeugentwicklung, die Nutzung von Mock-Ups, Fahrsimulatoren und von Versuchen in Realfahrzeugen und Prototypen. Erstmals wird den Verantwortlichen in der Automobilindustrie und im Bereich der einschlägigen Forschung ein fachsystematisches Werk an die Hand gegeben, das die ergonomischen Erkenntnisse bei der Gestaltung heutiger Automobile bereitstellt. Damit erhalten Planer und Konstrukteur heutiger Automobile konkrete Angaben für die ergonomische Produktentwicklung und können so entscheidende Anforderungen und die spätere Kundenakzeptanz im Blick behalten.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Automobilergonomie
Ergonomie lehrt, wie Technik so zu gestalten ist, dass sie optimal an die Bedürfnisse, Wünsche und Eigenschaften des Nutzers angepasst ist. Es hat sich in diesem Zusammenhang der Begriff vom Mensch-Maschine-System etabliert. Sachsystematisch und mit detailliertem Blick auf die komplizierten technischen und wahrnehmungspsychologischen und methodischen Zusammenhänge werden in diesem Buch die Grundlagen mit zahlreichen Beispielen erklärt. Dabei zeigt sich die Anwendung der Fahrzeugergonomie in den Beispielen wie Package, Gestaltung von Anzeigen und Bedienelementen, von Umweltergonomie wie Beleuchtung, Schall, Schwingungen, Klima und Geruch. Auch die Gestaltung von Fahrerassistenzsystemen aus ergonomischer Sicht ist ein zentrales Thema. Abgerundet wird das Buch durch Methoden der ergonomischen Fahrzeugentwicklung, die Nutzung von Mock-Ups, Fahrsimulatoren und von Versuchen in Realfahrzeugen und Prototypen. Erstmals wird den Verantwortlichen in der Automobilindustrie und im Bereich der einschlägigen Forschung ein fachsystematisches Werk an die Hand gegeben, das die ergonomischen Erkenntnisse bei der Gestaltung heutiger Automobile bereitstellt. Damit erhalten Planer und Konstrukteur heutiger Automobile konkrete Angaben für die ergonomische Produktentwicklung und können so entscheidende Anforderungen und die spätere Kundenakzeptanz im Blick behalten.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Querdynamische Eigenschaftsbewertung in einem Fahrsimulator
Querdynamische Eigenschaftsbewertung in einem Fahrsimulator
Regelungstechnik
Das Buch liefert eine leicht verständliche Einführung in die Regelungstechnik als die methodische Lehre vom Verhalten und der Führung dynamischer Prozesse. Es wendet sich in erster Linie an Wirtschaftingenieure, aber auch an Studenten naturwissenschaftlicher Fächer, die einen fundierten Einstieg in die Grundprinzipien der Systemdynamik und Regelungstechnik suchen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Regelungstechnik
Das Buch liefert eine leicht verständliche Einführung in die Regelungstechnik als die methodische Lehre vom Verhalten und der Führung dynamischer Prozesse. Es wendet sich in erster Linie an Wirtschaftingenieure, aber auch an Studenten naturwissenschaftlicher Fächer, die einen fundierten Einstieg in die Grundprinzipien der Systemdynamik und Regelungstechnik suchen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Regelungstechnik
Das Buch liefert eine leicht verständliche Einführung in die Regelungstechnik als die methodische Lehre vom Verhalten und der Führung dynamischer Prozesse. Es wendet sich in erster Linie an Wirtschaftingenieure, aber auch an Studenten naturwissenschaftlicher Fächer, die einen fundierten Einstieg in die Grundprinzipien der Systemdynamik und Regelungstechnik suchen.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Identifikation dynamischer Systeme 1
Für viele Aufgabenstellungen bei der Automatisierung technischer Systeme und im Bereich der Naturwissenschaften und Wirtschaftswissenschaften benötigt man genaue mathematische Modelle für das dynamische Verhalten von Systemen. Das Werk behandelt Methoden zur Ermittlung dynamischer Modelle aus gemessenen Signalen, die unter dem Begriff Systemidentifikation oder Prozeßidentifikation zusammengefaßt werden. In werden die grundlegenden Methoden behandelt. Nach einer kurzen Einführung in die benötigten Grundlagen linearer Systeme wird zunächst die Identifikation nichtparametrischer Modelle mit zeitkontinuierlichen Signalen mittels Fourieranalyse, Frequenzgangmessung und Korrelationsanalyse behandelt. Dann folgt eine Einführung in die Parameterschätzung für parametrische Modelle mit zeitdiskreten Signalen. Dabei steht die Methode der kleinsten Quadrate im Vordergrund, gefolgt von ihren Modifikationen, der Hilfsvariablenmethode und der stochastischen Approximation.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Identifikation dynamischer Systeme 1
Für viele Aufgabenstellungen bei der Automatisierung technischer Systeme und im Bereich der Naturwissenschaften und Wirtschaftswissenschaften benötigt man genaue mathematische Modelle für das dynamische Verhalten von Systemen. Das Werk behandelt Methoden zur Ermittlung dynamischer Modelle aus gemessenen Signalen, die unter dem Begriff Systemidentifikation oder Prozeßidentifikation zusammengefaßt werden. In werden die grundlegenden Methoden behandelt. Nach einer kurzen Einführung in die benötigten Grundlagen linearer Systeme wird zunächst die Identifikation nichtparametrischer Modelle mit zeitkontinuierlichen Signalen mittels Fourieranalyse, Frequenzgangmessung und Korrelationsanalyse behandelt. Dann folgt eine Einführung in die Parameterschätzung für parametrische Modelle mit zeitdiskreten Signalen. Dabei steht die Methode der kleinsten Quadrate im Vordergrund, gefolgt von ihren Modifikationen, der Hilfsvariablenmethode und der stochastischen Approximation.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Industrieroboter
Dieser praxisorientierte Leitfaden vermittelt die grundlegenden Kenntnisse der Konstruktionsprinzipien von Industrierobotern mit Schwerpunkt auf dem methodischen Vorgehen im Rahmen der Entwicklungs- und Berechnungsarbeiten.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Analytische und numerische Einflussanalyse aktiver Fahrwerksysteme
Kilian Dettlaff beschreibt die Entwicklung einer Methode zur Analyse und Bewertung aktiver Fahrwerksysteme. Das Verfahren liefert eine Unterstützung über den gesamten Produktentstehungsprozess. In der frühen Phase kommt eine analytische Betrachtungsweise zum Einsatz. Das Ergebnis ist ein erster Anhaltspunkt für die spätere Applikation und liefert das notwendige Systemverhalten. Die späte Phase verwendet numerische Sensitivitätsanalysen, um mit detaillierten Modellen die wesentlichen Einflüsse innerhalb der Wirkkette von aktiven Fahrwerksystemen aufzudecken. Die entwickelte Methode wird abschließend an einem Beispiel erläutert.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Analytische und numerische Einflussanalyse aktiver Fahrwerksysteme
Kilian Dettlaff beschreibt die Entwicklung einer Methode zur Analyse und Bewertung aktiver Fahrwerksysteme. Das Verfahren liefert eine Unterstützung über den gesamten Produktentstehungsprozess. In der frühen Phase kommt eine analytische Betrachtungsweise zum Einsatz. Das Ergebnis ist ein erster Anhaltspunkt für die spätere Applikation und liefert das notwendige Systemverhalten. Die späte Phase verwendet numerische Sensitivitätsanalysen, um mit detaillierten Modellen die wesentlichen Einflüsse innerhalb der Wirkkette von aktiven Fahrwerksystemen aufzudecken. Die entwickelte Methode wird abschließend an einem Beispiel erläutert.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Analytische und numerische Einflussanalyse aktiver Fahrwerksysteme
Kilian Dettlaff beschreibt die Entwicklung einer Methode zur Analyse und Bewertung aktiver Fahrwerksysteme. Das Verfahren liefert eine Unterstützung über den gesamten Produktentstehungsprozess. In der frühen Phase kommt eine analytische Betrachtungsweise zum Einsatz. Das Ergebnis ist ein erster Anhaltspunkt für die spätere Applikation und liefert das notwendige Systemverhalten. Die späte Phase verwendet numerische Sensitivitätsanalysen, um mit detaillierten Modellen die wesentlichen Einflüsse innerhalb der Wirkkette von aktiven Fahrwerksystemen aufzudecken. Die entwickelte Methode wird abschließend an einem Beispiel erläutert.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Stabilitätsanalyse des Übertragungsnetzes unter Berücksichtigung hoher Durchdringungsgrade erneuerbarer Energien in den Verteilungsnetzen
Das politische Ziel zur Dekarbonisierung der Energieversorgung und die damit einhergehende Substitution der Stromerzeugung konventioneller Kraftwerke durch erneuerbare Energien führt zu einem Umbau der elektrischen
Energieversorgung. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken sind regenerative Erzeugungsanlagen aufgrund ihrer geringen Anschlussleistung vorwiegend in den Verteilungsnetzen verortet. Zusätzlich sind diese Anlagen
überwiegend per Wechselrichter mit dem Netz gekoppelt, deren dynamisches Verhalten sich grundsätzlich von der Dynamik der Synchrongeneratoren konventioneller Kraftwerke unterscheidet. Der strukturelle und technologische
Wandel bewirkt daher eine grundlegende Veränderung der Systemdynamik.
Für die Modellierung der Verteilungsnetze in Analysen der transienten Stabilität im Übertragungsnetz kommen in der Regel passive Residuallastmodelle zum Einsatz, denen eine Vernachlässigung der in den Verteilungsnetzen verorteten
Anlagen zugrunde liegt. Dieser Modellierungsansatz ist jedoch vor dem Hintergrund des strukturellen Wandels und der damit einhergehenden Veränderung der Systemdynamik infrage zu stellen.
In dieser Arbeit wird daher ein neues Verfahren zur Analyse der transienten Stabilität im Übertragungsnetz unter Berücksichtigung Verteilungsnetzebene entwickelt. Hierzu kommen Grey-Box Modelle zum Einsatz, die das Verhalten
der in der Hoch-, Mittel- und Niederspannungsebene verorteten Erzeugungseinheiten mithilfe äquivalenter Generatoren abbilden und eine reduzierte Komplexität sowie einen geringeren Informationsbedarf zur Parametrierung
gegenüber detaillierten dynamischen Verteilungsnetzmodellen aufweisen.
Das im Rahmen der Arbeit entwickelte Verfahren wird zunächst anhand synthetisch generierter Verteilungsnetzmodelle validiert. Für die erstellten Grey-Box Modelle zeigt sich im Gegensatz zu den klassischerweise verwendeten
passiven Lastmodellen sowohl bei hohen Durchdringungsgraden erneuerbarer Energien als auch bei tiefen Spannungseinbrüchen eine hohe Abbildungsgüte. Durch Anwendung des Verfahrens auf ein Modell des kontinentaleuropäischen Verbundsystems für das Jahr 2035 wird anschließend ein spannungsebenenübergreifendes
Netzmodell erstellt und eine Analyse der transienten Stabilität für dreiphasige Kurzschlüsse im deutschen Übertragungsnetz durchgeführt. Für die identifizierten kritischen Netznutzungsfälle und Fehlerfälle werden abschließend
drei unterschiedliche Optionen zur Anpassung der technischen Netzanschlussrichtlinien diskutiert und der Einfluss auf die transiente Stabilität bewertet.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Stabilitätsanalyse des Übertragungsnetzes unter Berücksichtigung hoher Durchdringungsgrade erneuerbarer Energien in den Verteilungsnetzen
Das politische Ziel zur Dekarbonisierung der Energieversorgung und die damit einhergehende Substitution der Stromerzeugung konventioneller Kraftwerke durch erneuerbare Energien führt zu einem Umbau der elektrischen
Energieversorgung. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken sind regenerative Erzeugungsanlagen aufgrund ihrer geringen Anschlussleistung vorwiegend in den Verteilungsnetzen verortet. Zusätzlich sind diese Anlagen
überwiegend per Wechselrichter mit dem Netz gekoppelt, deren dynamisches Verhalten sich grundsätzlich von der Dynamik der Synchrongeneratoren konventioneller Kraftwerke unterscheidet. Der strukturelle und technologische
Wandel bewirkt daher eine grundlegende Veränderung der Systemdynamik.
Für die Modellierung der Verteilungsnetze in Analysen der transienten Stabilität im Übertragungsnetz kommen in der Regel passive Residuallastmodelle zum Einsatz, denen eine Vernachlässigung der in den Verteilungsnetzen verorteten
Anlagen zugrunde liegt. Dieser Modellierungsansatz ist jedoch vor dem Hintergrund des strukturellen Wandels und der damit einhergehenden Veränderung der Systemdynamik infrage zu stellen.
In dieser Arbeit wird daher ein neues Verfahren zur Analyse der transienten Stabilität im Übertragungsnetz unter Berücksichtigung Verteilungsnetzebene entwickelt. Hierzu kommen Grey-Box Modelle zum Einsatz, die das Verhalten
der in der Hoch-, Mittel- und Niederspannungsebene verorteten Erzeugungseinheiten mithilfe äquivalenter Generatoren abbilden und eine reduzierte Komplexität sowie einen geringeren Informationsbedarf zur Parametrierung
gegenüber detaillierten dynamischen Verteilungsnetzmodellen aufweisen.
Das im Rahmen der Arbeit entwickelte Verfahren wird zunächst anhand synthetisch generierter Verteilungsnetzmodelle validiert. Für die erstellten Grey-Box Modelle zeigt sich im Gegensatz zu den klassischerweise verwendeten
passiven Lastmodellen sowohl bei hohen Durchdringungsgraden erneuerbarer Energien als auch bei tiefen Spannungseinbrüchen eine hohe Abbildungsgüte. Durch Anwendung des Verfahrens auf ein Modell des kontinentaleuropäischen Verbundsystems für das Jahr 2035 wird anschließend ein spannungsebenenübergreifendes
Netzmodell erstellt und eine Analyse der transienten Stabilität für dreiphasige Kurzschlüsse im deutschen Übertragungsnetz durchgeführt. Für die identifizierten kritischen Netznutzungsfälle und Fehlerfälle werden abschließend
drei unterschiedliche Optionen zur Anpassung der technischen Netzanschlussrichtlinien diskutiert und der Einfluss auf die transiente Stabilität bewertet.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Theorie und Praxis der Transaktionsanalyse in der Mediation
Das Handbuch bietet in über 40 Beiträgen einen umfassenden Einblick in die praktische Vermittlungsarbeit im Wege einer transaktionsanalytisch fundierten Mediation. Vertieft wird dabei das theoretische Verständnis moderner Mediation.
Gezeigt wird, inwieweit Transaktionsanalyse-Konzepte die klassische Mediation bei personalen Konflikten bereichern und eine beziehungsorientierte Konfliktbearbeitung ermöglichen. Zudem werden Konzepte der systemischen Transaktionsanalyse vorgestellt, die der organisationalen Konfliktbearbeitung bei strukturellen Konflikten zugute kommen.
Mit Beiträgen von:
Rolf Balling, Gundel Beck-Neumann, Cordula Binner, Anette Dielmann, Thorsten Geck, Manfred Gührs, Barbara Hagedorn, Hans-Georg Hauser, Bertine Kessel, Maarten Kouwenhoven, Jutta Kreyenberg, Christian Küster, Luise Lohkamp, Rolf Marchlowitz, Patricia Matt, Günther Mohr, Norbert Nagel, Christin Nierlich, Claus Nowak, Heidrun Peters, Hanne Raeck, Karl-Heinz Risto, Sabine-Inken Schmidt, Henning S. Schulze, Christoph Seidenfus, Klaus Sejkora, Matthias Sell, Hildegard Strothjohann, Werner Vogelauer und Sascha Weigel.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Modellbasierte Steuerung und Regelung von hybriden Doppelkupplungsgetrieben
Hybridelektrische Fahrzeuge spielen bei der Reduktion von Emissionen eine wichtige Rolle. Diese vereinen die Vorteile von Verbrennungsmotoren mit der Elektromobilität und bieten neue Funktionalitäten, die über die Basistechnologien hinausgehen. Im Gegenzug haben diese einen komplexen Aufbau. Dadurch ergeben sich erhöhte Anforderungen an die Ansteuerung der Einzelkomponenten und deren Koordination.
In dieser Dissertation werden modellbasierte Ansätze zur Beantwortung der regelungstechnischen Fragestellungen im Kontext von hybriden Doppelkupplungsgetrieben (DCT) untersucht. Konkretisiert werden die Methoden an einem Antriebsstrang mit einem DCT mit integrierter Traktionsmaschine. Dieses Getriebe stellt aufgrund der Hybridarchitektur besondere Anforderungen an die Steuerungs- und Regelungsalgorithmen, wie z.B. die Echtzeitanforderung. Daher werden modellbasierte Methoden zum Entwurf der Regelungsalgorithmen auf Aktorebene eingesetzt. Diese werden in ein übergeordnetes Schema zur Realisierung der Hybridfunktionen eingebettet. In Kombination mit Methoden der Trajektoriengenerierung wird ein gesamtheitlicher Ansatz zur Regelung des hybriden Getriebes aufgestellt.
Um das Fahrverhalten des geregelten Hybridgetriebes über den Lebenszyklus hinweg auf einem konstanten Niveau zu halten, werden die modellbasierten Konzepte um Adaptionsmechanismen erweitert. Dabei kommen sowohl lernbasierte Methoden zur Kompensation von langsam wirkenden Effekten als auch schätzungsbasierte Verfahren zur Kompensation von schnell wirkenden Störungen zum Einsatz. Insgesamt werden so robuste und performante Konzepte zur Ansteuerung eines hybriden DCTs vorgestellt. Neben einer simulativen Untersuchung der erarbeiteten Konzepte werden diese an einem Getriebeprüfstand experimentell validiert.
Aktualisiert: 2022-06-08
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Ansätze zur Kombination modell- und datenbasierter Methoden für die Prozessüberwachung und Fehlerdiagnose
Die Überwachung technischer Systeme spielt eine zentrale Rolle, um die Sicherheit, Funktionsfähigkeit und Gesamtanlageneffektivität in der Produktion zu garantieren. Die Prozessüberwachung umfasst die Detektion und Ursachenanalyse von Fehlern sowie die Überwachung qualitätsrelevanter Größen durch modell- oder datenbasierte Methoden.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Ansätzen zur Kombination modell- und datenbasierter Methoden, um deren Vorteile zu vereinen. Dafür werden bipartite Graphen betrachtet, welche die Faktorisierung des dynamischen Systems beschreiben. Die Faktorisierung ermöglicht eine verteilte Prozessüberwachung und die Eingrenzung detektierter Fehler auf Teilsysteme. Die Struktur bipartiter Graphen ergibt sich durch physikalische Modelle, Expertenwissen oder der Transinformation. Für die Parametrierung der Struktur werden physikalische Modelle wie auch latente Variablenmodelle in Form der probabilistischen Hauptkomponentenanalyse oder Gaußschen Mischmodellen verwendet. Die Quantifizierung der Detektierbarkeit von Fehlerfällen erfolgt über die Kullback-Leibler-Divergenz.
Die Ansätze werden auf verschiedene Problemstellungen der Prozessüberwachung angewandt und anhand von Beispielsystemen simulativ wie auch experimentell validiert. Am Beispiel einer adaptiven Hochhausstruktur wird die Fehlerdiagnose von Aktor- und Sensorfehlern betrachtet. Weitere Anwendungsbeispiele sind die Identifikation von Fehlerzuständen aus undokumentierten Messdaten einer Vorbehandlungsanlage, die Anomalieerkennung in Zuluftanlagen sowie die Berechnung und Vorhersage qualitätsrelevanter Größen im Trockner einer Lackiererei. Abschließendes Anwendungsbeispiel ist die Identifikation von Zusammenhängen zwischen Prozessgrößen und Qualitätsproblemen für deren Vorhersage.
Aktualisiert: 2022-09-01
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Bücher zum Thema Systemdynamik
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