Universität Stuttgart
Permanent URI for this communityhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/1
Browse
Search Results
Item Open Access Fusionsforschung : eine Einführung(2020) Köhn-Seemann, AlfIn diesem Vortrag wird ein Überblick und eine Einleitung in das Gebiet der Fusionsforschung gegeben.Item Open Access Informationsmodelle mit intelligenter Auswertung für den Digitalen Zwilling(2020) Müller, Manuel; Ashtari Talkhestani, Behrang; Jazdi, Nasser; Rosen, Roland; Wehrstedt, Jan Christoph; Weyrich, MichaelDie zunehmende Komplexität hochautomatisierter Systeme bringt neue Herausforderungen bei der Verwaltung ihrer Modelle entlang des gesamten Lebenszyklus des Systems mit sich - von der Kundenakquise über Engineering und Rekonfiguration bis hin zum Systemrecycling. Der Digitale Zwilling ist ein Konzept, welches über den gesamten Lebenszyklus eines Assets hinweg das Management dieser Modelle sicherstellen kann. Es unterstützt jedoch nicht die automatisierte Modellerweiterung. Hier setzt diese Arbeit an. Die Anreicherung des Digitalen Zwillings um Modellverständnis und KI-Algorithmen zur eigenständigen Modellerweiterung bildet die Grundlager des vorgestellten Konzepts. Über die intelligente Auswertung der Informationsmodelle -angereichert mit aktuellen Prozessdaten- erkennt der Digitale Zwilling, wenn Modelle an ihre Grenzen stoßen. Zwei mögliche Ursachen für diesen Sachverhalt werden genauer betrachtet: (1) es fehlt eine Fähigkeit oder Information (2) der Gültigkeitsbereich des Modells wurde verlassen. Für beide Zustände wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches auf Basis kooperativer Information aus dem Wertschöpfungsnetzwerk automatisiert eine Lösung findet. Die Evaluierung des Konzepts anhand eines Szenarios aus der Logistik und aus der Produktion liefert vielversprechende Ergebnisse.Item Open Access Sprachassistierter Entwicklungsprozess für automatisierungstechnische Systeme : ein Ansatz zur Strukturierung komplexer Entwicklungsprozesse(2020) White, Dustin; Weyrich, MichaelDer Systementwicklungsprozess nimmt immer mehr an Komplexität zu, da die Systeme selbst immer komplexer werden. Gleichzeitig Vermischen sich die verschiedenen Disziplinen wie Maschinenbau, Elektrotechnik und Softwaretechnik zunehmend, so dass Unternehmen einer Disziplin sprunghafte Komplexitätszuwächse bei ihren Systemen und in ihrer Entwicklung haben. Deshalb wird in dieser Veröffentlichung ein Konzept eines Sprachassistenten erarbeitet, der durch eine Entwicklungsphase führt. Daraus geht hervor, dass die Software zur Unterstützung der Entwicklung ein Informationsmodell benötigt, um die Daten des entwickelten Systems zu speichern und diese mit dem vorhandenen Wissen zu verbinden. Dieses Wissen kann entweder intern oder im Web vorhanden sein. Der Entwicklungsprozess soll daher Kooperation unterstützen, so dass die Assistenzsoftware und Ingenieure miteinander interagieren.Item Open Access Intelligentes Rekonfigurationsmanagement selbstorganisierter Produktionssysteme in der diskreten Fertigung(2020) Müller, Timo; Jazdi, Nasser; Weyrich, MichaelDie Häufigkeit von Änderungen der Produktionsanforderungen nimmt aufgrund wirtschaftlicher Volatilität, kürzerer Innovationszyklen und Produktlebenszyklen kontinuierlich zu. Daher ist eine Vorhersage aller möglichen Ziele eines Produktionssystems zur Entwurfszeit unmöglich und es ergibt sich erhöhter Rekonfigurationsbedarf zur Betriebszeit. Derzeit weist die Rekonfiguration von Produktionssystemen jedoch einige Schwachstellen auf, die in diesem Beitrag aufgezeigt werden. Außerdem wird die Zukunft der industriellen Automatisierung von Cyber-Physischen Produktionssystemen dominiert werden, welche vielversprechende Potentiale bieten. Folglich werden die Cyber-Physischen Produktionssysteme und einige ihrer Potentiale im Hinblick auf Rekonfiguration diskutiert. Um diese theoretischen Potentiale tatsächlich nutzen zu können, sind allerdings entsprechende Konzepte erforderlich, weshalb dieser Forschungsbeitrag ein grundlegendes Konzept für ein selbstorganisiertes Rekonfigurationsmanagement präsentiert.Item Open Access FE-gestützte Bemessung im Holzbau(2020) Töpler, Janusch; Kuhlmann, UlrikeIm Rahmen des Forschungsprojekts RP7 im Exzellenzcluster Integrative Computational Design in Architecture and Construction (IntCDC) an der Universität Stuttgart werden zurzeit Regelungen für die FE-gestützte Bemessung von Holzbauteilen entwickelt. In diesem Beitrag werden der aktuelle Stand des Forschungsvorhabens und die noch geplanten Untersuchungen vorgestellt. Schwerpunkte des Vorhabens sind die Verifizierung und Validierung von FE-Modellen, die bautechnische Nachweisführung anhand solcher Modelle und die Materialmodellierung im Holzbau.Item Open Access Evaluation of a novel passive safety concept for motorcycles with combined multi-body and finite element simulations(2020) Maier, Steffen; Doléac, Laurent; Hertneck, Holger; Stahlschmidt, Sebastian; Fehr, JörgItem Open Access Multi-variable feedforward control for floating wind turbines using lidar(2020) Schlipf, David; Lemmer, Frank; Raach, SteffenIn this work a multi-variable feedforward controller for floating wind turbines is presented. The feedforward controller provides a pitch rate and a torque update to a conventional feedback controller based on a wind speed preview. A 10 MW reference wind turbine is used on a semi submersible floating platform to study the potential of the controller. An open-source simulation tool is extended with an realistic lidar simulator and the lidar data processing, feedforward controller, and feedback controller are implemented in modular setup. The lidar measurements are fully motion compensated and combined to provide a preview of the rotor-effective wind speed to the controller. The feedforward controller is designed to minimize structural loads and to decrease the platform pitch motion. In verification and simulation studies the concept is demonstrated and the multi-variable feedforward controller shows a promising improvement in speed regulation and load reduction on the floating wind turbine.Item Open Access Power electronic systems for electric aircraft(2020) Nitzsche, Maximilian; Roth-Stielow, JörgElectric aviation poses several unique challenges which influence the development of power electronic systems for electric flight. This presentation focuses on the aspects of redundancy, semiconductor material (especially silicon carbide SiC), electromagnetic compatibility and reliability. These topics are discussed in relation to recent developments regarding electric aviation such as e.g. distributed electric propulsion (DEP) and modularity of power electronic systems.Item Open Access Improving collective I/O performance with machine learning supported auto-tuning(2020) Bagbaba, AyseCollective Input and output (I/O) is an essential approach in high performance computing (HPC) applications. The achievement of effective collective I/O is a nontrivial job due to the complex interdependencies between the layers of I/O stack. These layers provide the best possible I/O performance through a number of tunable parameters. Sadly, the correct combination of parameters depends on diverse applications and HPC platforms. When a configuration space gets larger, it becomes difficult for humans to monitor the interactions between the configuration options. Engineers has no time or experience for exploring good configuration parameters for each problem because of long benchmarking phase. In most cases, the default settings are implemented, often leading to poor I/O efficiency. I/O profiling tools can not tell the optimal default setups without too much effort to analyzing the tracing results. In this case, an auto-tuning solution for optimizing collective I/O requests and providing system administrators or engineers the statistic information is strongly required. In this paper, a study of the machine learning supported collective I/O auto-tuning including the architecture and software stack is performed. Random forest regression model is used to develop a performance predictor model that can capture parallel I/O behavior as a function of application and file system characteristics. The modeling approach can provide insights into the metrics that impact I/O performance significantly.Item Open Access Instability phenomena in interconnected power systems caused by current limitation of grid-forming converters(2020) Schöll, Christian; Lens, HendrikInertia and voltage source behavior are essential for power system stability. At present, these essential features are provided by synchronous generators (SG). Grid-forming voltage source converters (VSC) can emulate these essential properties of SG and make interconnected power systems with up to 100% converter based generation possible. However, VSC lack an important property of SG: overcurrent capability. Up to now, current limiting has not been considered holistically in most grid-forming control concepts of VSC, although it has a massive impact on their dynamic behavior when active. In this paper, it is shown that this becomes particularly evident in the analysis of transient stability. By means of simulations, the stability behavior of current-limited VSC is compared to the unlimited case. By a synthetic study case and subsequent EMT simulations of a simple transmission system model, we show that there are significant differences and that the transient stability reserve is reduced due to current limitation. If current limiting is not considered in the grid-forming control concept, faults that are easy to cope with in a SG dominated system may lead to instability in power systems with a large share of such grid-forming VSC.