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Um das Rad-Schiene-System der Bahn wirtschaftlicher nutzen zu können, zeigt das ATLAS-Projekt eine Möglichkeit, vornehmlich Gütertransport nicht mittels langen, schweren Zügen vorzunehmen, sondern stattdessen selbstständig fahrende kleine und leichte Transporteinheiten einzusetzen. Die Modellanlage wird eingesetzt, um grundsätzliche Probleme dieser Technologie zu verstehen und das Funktionsprinzip vorzuführen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Machbarkeit der Umstellung des Isolieröls von herkömmlichen Mineralöl auf biologisch abbaubare Isolierflüssigkeiten. Das Hauptziel ist es eine Aussage treffen zu können ob Transformatoren, welche bereits seit Jahren mit Mineralöl gefüllt in Betriebs sind, ohne größeren Aufwand auf biologische Isolierflüssigkeiten, speziell auf natürlichen Ester umgestellt werden können. Um vor allem in Ballungszentren eine sicherere Versorgung gewährleisten zu können und den Gefahren eines Transformatorbrandes durch thermische Überlastung entgegen zu wirken. Dazu werden technische Betrachtungen in Hinsicht auf elektrische und thermische Beanspruchungen angestellt und analysiert.
Massive multiple-input multiple-output (MIMO), eine Technik bei der die Basisstation einer Mobilfunkzelle mit einer großen Anzahl an Antennen ausgestattet ist, wird derzeit als eine vielversprechende Schlüsseltechnologie zur Erfüllung der Anforderungen zukünftiger drahtloser Kommunikationsnetze der fünften Generation betrachtet. Die zuversichtlichen Angaben über die Leistung solcher Systeme beruht allerdings auf einer theoretischen, bisher kaum praktisch verizierten Annahme, dass die drahtlosen Übertragungskanäle verschiedener Nutzer aufgrund der hohen Anzahl an Antennen voneinander unabhängig sind. Das heißt, dass sogenannte günstige Übertragungsbedingungen herrschen. Die vorliegende Masterarbeit untersucht diese neuartigen Systeme unter zwei verschiedenen Perspektiven.
Im ersten Teil dieser Arbeit wird der Einfluss von realistischen Übertragungsbedingungen auf die Performance von massive MIMO Systemen evaluiert. Dazu werden entsprechende numerische Systemsimulationen durchgeführt und mit den Ergebnissen von praktischen massive MIMO Messkampagnen verglichen.
Die Untersuchungen ergeben, dass die sogenannten günstigen Übertragungsbedingungen in realistischen Umgebungen nur bedingt beobachtet werden können. Daher führen traditionelle Kanalmodelle zu einer ungenauen Abschätzung der Leistung von praktischen massive MIMO Systemen. Um diesem Problem zu begegnen, wird deshalb eine neuartige Parametrisierung des traditionellen Kronecker-Modells vorgeschlagen, sodass relevante Kenngrößen realistischer Kanäle mit diesem Modell präzise widergespiegelt werden.
Anschließend folgt eine Untersuchung verschiedener Methoden zur Kanalschätzung in massive MIMO Systemen unter den verschiedenen Kanalmodellen mittels numerischer Simulationen. Die Experimente zeigen auf, dass Schätzmethoden, welche speziell für massive MIMO unter der Annahme von günstigen Übertragungsbedinungen hergeleitet wurden, eine signifikante Leistungsminderung unter realistischen Kanalmodellen erfahren.
Im zweiten Teil dieser Arbeit liegt der Fokus auf der Anwendung von massive MIMO Systemen in sogenannten Internet of Things (IoT) Netzwerken. Die typischerweise hohe Anzahl an aktiven IoT-Geräten macht die Anwendung von effizienten Scheduling-Algorithmen notwendig. Daher wird ein Downlink-Scheduling-Algorithmus präsentiert, welcher sich die Eigenschaften von massive MIMO Systemen und die typischen Anforderungen an die Datenraten von IoT-Geräten zunutze macht. Im Speziellen wird vorgeschlagen, die IoT-Nutzer in Gruppen aufzuteilen und die verschiedenen Gruppen nacheinander zu versorgen. Die Gruppengröße wird dabei mit Hilfe asymptotischer Eigenschaften von massive MIMO Systemen hergeleitet.
Um die Gruppenmitglieder zu selektieren, wird eine modifizierte Version des populären Semi-Orthogonal-User-Selection (SUS) Algorithmus vorgeschlagen. Die anschließend durchgeführten numerischen Simulationen bestätigen, dass die modifizierte Version von SUS die Nachteile des originalen Algorithmus eliminiert, was wiederum zu verbesserten Datenraten in dem betrachteten System führt.
In der vorliegenden Arbeit wird die Konzeption, Entwicklung und Integration eines flexiblen Laufzeitsystemes für Speicherprogrammierbare-Steuerungen vorgestellt. Hauptziel ist ein herstellerunabhängiges System zu schaffen, welches von den Systemtechnikern flexibel parametriert werden kann. Es sind keine Anpassungen im SPS-Programm zur Änderung der Funktionalitäten notwendig. Die Funktionalitäten werden durch Software-Objekte auf den Steuerungen repräsentiert. Diese können aus dem Leitsystem geladen und vollständig konfiguriert werden. Das Laufzeitsystem wird mit einem IEC 61131 basierenden Entwicklungswerkzeug des jeweiligen Steuerungsherstellers erstellt. In der vorliegenden Implementierung wurde Beckhoff Twincat2 für die Steuerungsebene und Siemens WinCC OA als Leitsystem verwendet. Die Software-Objekte können beliebige Funktionalitäten abarbeiten und in begrenztem Maße miteinander verknüpft werden. Außerdem können die Objekte wahlweise in der Steuerung oder im Leitsystem ablaufen.
Das Thema der vorliegenden Arbeit sind Laufzeitmessungen in IP-basierten Netzwerken. Für die Entwicklung eines Messsystems wurden Algorithmen entwickelt, implementiert und getestet. Es werden Varianten zur Erhöhung der Messgenauigkeit gezeigt. Durch die Portierung der Software auf embeded Hardware wurde diese für Messungen in realen Netzwerken vorbereitet.
Die Arbeit behandelt die Entwicklung der Steuerungstechnik für eine Zugprüfmaschine. Nach einer Einleitung werden zunächst die Hardwarebausteine des Systems erläutert. Danach wird der Aufbau der Steuerungssoftware erklärt. Anschließend wird das Visualisierungskonzept vorgestellt. Zum Schluss folgen eine Zusammenfassung sowie ein Ausblick auf zukünftige Erweiterungen.
Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, ein Sensorikkonzept für ein Photovoltaikanlagen-Monitoringsystem auszuarbeiten, welches unter anderem besonderes Augenmerk auf den Einsatz in Photovoltaik-Forschungsanlagen legt. Des Weiteren ist ein einfacher Sensorkonten zur Messwerterfassung zu realisieren. In dieser Arbeit werden zunächst aktuell verfügbare Monitoringsysteme analysiert und deren Nachteile beim Einsatz in Forschungsanlagen aufgezeigt. An Hand der gewonnenen Erkenntnisse wird ein Konzept für die Messwerterfassung in der Photovoltaikanlage erstellt, wobei Forschungsanlagen eine besondere Berücksichtigung finden. Ausgehend vom erstellten Konzept wird die Hardware für einen einfachen Sensorknoten, welcher allgemeine Grundfunktionen bereitstellt, realisiert. Im folgenden Kapitel wird die Implementierung der für den Sensorknoten erforderlichen Software erläutert.Abschließend ist die Inbetriebnahme eines Sensorknotens dokumentiert, wobei die Ergebnisse mit den Erwartungen verglichen werden
Schon länger werden in der Prozessindustrie Strategien zur schnelleren Anpassung von Produktionsanlagen diskutiert. Volatilere Märkte veranlassen die Anlagenbetreiber zu kürzeren Produktlebenszyklen, sowie einer höheren Variantenvielfalt. Die vorlie-gende Diplomarbeit beschäftigt sich mit Ansätzen zu deren Modularisierung. Im ersten Teil wird erklärt warum die Modularisierung wichtig ist und welche Chancen sich dadurch ergeben. Prinzipiell geht es darum, dass durch ein modulbasiertes Anlagen-design die „Time-to-Market“ von Produkten verkürzt wird. Durch intelligente Anlagenmodule werden die Steuerungsaufgaben neu verteilt und die Intelligenz dezentralisiert. Der Autor zeigt dafür unterschiedliche Ansätze auf und bewertet diese. Weiter beschäftigt sich die Arbeit mit der konkreten Umsetzung dieser Ansätze. Anschließend werden die Auswirkungen und notwendigen Entwicklungsschritte dafür aufgezeigt. Zusätzlich verdeutlichen Beispiele das Potenzial für Hersteller von Prozessleitsystemen. Abschließend hält der Autor den aktuellen Entwicklungsstand fest und gibt eine Prognose wie sich zukünftige Produktionsanlagen verändern werden.
Entwicklung von schnellen Pyrometern mit thermoelektrisch
gekühlten PbS- und PbSe-Infrarotsensoren
(2015)
Ziel der Diplomarbeit ist es, TEC-gekühlte PbS- und PbSe-Sensoren in gechopperte Pyrometer einzusetzen. Damit soll ein erweiterter Umgebungsbereich bis 70°C erreicht werden. Zusätzlich soll die rauschäquivalente Temperaturauflösung des Messsignals verbessert werden. Diese Arbeit erläutert zunächst die Grundlagen einiger Sensorparameter. Weiterhin wird anhand von Herstellerangaben und eigenen Untersuchungsergebnissen die Temperaturabhängigkeit von Sensoreigenschaften beschrieben. Danach folgt eine detaillierte Beschreibung der neu entwickelten Pyrometer-Hard- und Software. In einem weiteren Kapitel wird die Pyrometerkalibrierung vorgestellt. Das letzte Kapitel befasst sich mit der messtechnischen Ermittlung und
Auswertung der Geräteeigenschaften.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es, das bestehende Softwaremodul „Visualisierung“ welches den Materialfluss in einem automatisierten Lager grafisch darstellt, im Produkt „WAMAS 4.x“ (Warehause Management System), zu ersetzen. Dabei soll eruiert werden, welche neuen Technologien und Softwareprodukte in WA-MAS eingesetzt und integriert werden können
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse und Entwicklung einer interaktiven
Webapplikation als Mathematik-Tutorium für die Studieneingangsphase an der Hoch-schule Mittweida. Dazu werden neben den Aspekten bei der Erstellung von e-Learning-Angeboten, mögliche Lösungen für deren Erstellung bewertet. Die ausgewählte Lösung wird vorgestellt und die Umsetzung und das Ergebnis der Arbeit dargestellt.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein geeignetes Datenbanksystem zum Einsatz als Data- Warehouse für Zeitseriendaten bei der Kiwigrid GmbH zu finden. Dazu werden geeignete Datenbanksysteme und ein existierendes Zeitserien-Datenbank-System betrachtet umderen Eignung zu untersuchen. Dabei soll eine Technologie ermittelt werden, auf deren Basis das aktuelle, MySQL basierte Data-Warehouse abgelöst werden kann. Die dazu notwendigen Untersuchungen sollen anhand realer Daten aus dem Kiwigrid Data-Warehouse stattfinden. Das aufgebaute Testsetup soll möglichst ähnlich aufgebaut sein wie ein Setup, welches man produktiv einsetzen würde. ...
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung des Energie-Managements für einem Motorenprüfstand als Vorstufe für ein Elektrorennfahrzeug (FSE). Bestandteil ist eine Batteriesimulation eines Hochvoltakkus. Diese dient als Grundlage für die Algorithmen des Energiemanagements. Zudem wurde eine energiesparsame Kühlpumpenregelung entworfen. Ebenso ist die Visualisierung der Zustandsgrößen des Teststandes ein Bestandteil der Arbeit. Die Entwicklung eines Fahrsimulators am Teststand ist ebenfalls ein Bestandteil.
Ziel ist es, in einer IT-Infrastruktur die Gefährdungslage festzustellen und den ITGrundschutz einzuführen. Für die Umsetzung werden die Teilbereiche der Infrastruktur erfasst und deren Abhängigkeiten identifiziert. Der Schutzbedarf wird nach dem IT-Grundschutz ermittelt. Danach werden die notwendigen Schutzmaßnahmen definiert. Zuletzt erfolgt eine prototypische Implementierung.
In dieser Arbeit wurde ein Demonstrator und eine inertiale Messeinheit erstellt. Der Demonstrator besteht aus, drei Sensorplatinen die durch UART mit einer Hauptplatine verbunden sind. Auf jeder Sensorplatine ist ein Beschleunigungs-, Drehraten- und Magnetsensor und ein Mikrocontroller implementiert. In der erstellten Software ist für die Hauptplatine, zum einen die Initialisierung für die Sensoren, verschiedene Filter und eine grafischen Visualisierung realisiert.
Zum anderen ist für das inertiale Messsystem ein Vergleich der verfügbaren Beschleunigungs-, Drehraten- und Inertialsensoren, sowie verschiedener Mikrocontroller erfolgt. Des Weiteren wurde ein inertiales Messsystem hardwaretechnisch realisiert. Dazu gehört die Erstellung des Schaltplans, Layouts und die Bestückung dieser Leiterplatte.
Ziel der Diplomarbeit ist es, ein modulares Automatisierungssystem zur Prüfstandssteuerung zu spezifizieren und zu implementieren. Der Einsatz eines solchen Systems bei der Fahrzeug- und Motorenentwicklung ist mittlerweile unabdingbar, da immer mehr Mess- und Steuerdaten erfasst, verarbeitet und ausgegeben werden müssen. Um die Vielfalt und Mengeder anfallenden Daten zu bewältigen, sind immer komplexere Systeme notwendig, die meist sehr spezielle Aufgaben in engen Zeittoleranzen erledigen müssen. Hierbei ist der Einsatz von FPGAs und leistungsfähigen 32-Bit Mikrocontrollern unverzichtbar. Die wichtigsten Anforderungen an ein derartiges System werden in dieser Arbeit aufgezeigt. Aus den Anforderungen heraus wird der Weg von einem Lösungskonzept bis hin zum fertigen Prototyp vorgestellt. Ein Blick auf den Markt soll dabei zunächst zeigen, inwieweit hierfür bereits Lösungen vorhanden sind. Am Schlusserfolgt eine Beschreibung und Auswertung des Gesamtentwurfs.