Page Content
There is no English
translation for this web page.
Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik (ISTA)
FG Numerische Fluiddynamik
Institut für Mechanik (IfM)
FG Mechatronische Maschinendynamik
FG Kontinuumsmechanik und Materialtheorie
Institut für Psychologie und Arbeitswissenschaft (IPA)
FG Psychologie Neuer Medien und Methodenlehre
Institut für Luft- und Raumfahrt (ILR)
Within this thesis, the secondary payload of SALSAT, a visual camera, is to be integrated into the satellite bus. This should be done on the basis of a "system on module" computer. In particular, software components for the payload based on Linux and RODOS have to be developed for this purpose. In addition, the preparation and execution of functional and performance tests is to be done.
mehr zu: Master's Thesis: Integration of the SALSAT camera using a SoM Computer and RODOS
Institut für Land- und Seeverkehr (ILS)
Study & Teaching
A significant number of mass estimation algorithms have been developed with longitudinal dynamics. However, most of these approaches are based on the method of constant vehicle mass and time-varying road grade. Although both vehicle mass and road grad could be identified, the nature of time-varying road grade could lead to significant disturbance for the precision of vehicle mass estimation. In addition, parameters including rolling resistance, drag coefficient and wind velocity are necessary, which also should be estimated. Consideration of the limitations about estimation approaches, a novel approach will be proposed in this task.
In order to decouple the coupled influence of road grade on vehicle mass estimation, this task proposed a novel method for vehicle mass estimation based on frequency-information-extraction. Figure 1 shows that the principle of the MTWFFT method. Normally, the dynamic signals are directly obtained from measurements in the time domain. This task adopts vertical acceleration and angular velocity from IMU measurement which treats the vertical acceleration of the body mass as inputs in the dynamic equations.
The estimation approach is based on the observation that the frequency spectrum of the both the vertical accelerometer and the motions angular rate significantly varies as a function of the vehicle loading mass and its distribution. This can be indicated by the instruction in Fig. 2, which shows the ratio index and the accelerometer spectra obtained where the same vehicle is facing the same road profile, but with different loading mass, located in the same position inside the vehicle.
mehr zu: Masterarbeit: An Integrated Estimator for Online Vehicle Mass and Road Slope based on IMU
Study & Teaching
The position of a vehicle’s center of gravity (CoG) are used as an important parameter for vehicle safety control systems for improving handling stability, while it can be changed considerably according to various driving conditions. Therefore, in order to make vehicle safety control systems to have the better performance, it is essential to obtain the accurate CoG position. However, it is generally difficult to acquire the value of this parameter directly through sensors due to cost reasons. In this task, a practical algorithm for estimating vehicle’s CoG position in real time will be proposed.
This algorithm is derived only based on pitch and roll movements of the vehicle. Figure 1, Vehicle dynamics model with roll and pitch movements. Moreover, the main differences in the proposed algorithm compared to previous studies is that it does not require information such as vehicle mass, vehicle moments of inertia, road grade or tire-road surface friction, which are difficult to acquire.
In the proposed algorithm, the relationship between the tire vertical force and the corresponding Pitch&Roll angles are used to determine the CoG position. To demonstrate a practical use of the proposed algorithm, the tire vertical force distribution will be tested under variable loading position and payloads. The proposed CoG estimation algorithm and its practical use will be verified via simulations and experiments with using a test vehicle equipped with Inertial Measurement Unit (IMU).
mehr zu: Masterarbeit: Real-time Estimation the Position of Vehicle Center of Gravity based on IMU
Current News
Steer-by-Wire (SbW) is a highly prospective steering technology for intelligent vehicles. As the elimination of the mechanical connection between the steering wheel and the steered wheels, it becomes free to adjust steering characteristics for an SbW system, which contributes to improving steering sensitivity, steering stability, and handling performance. On the other hand, how to generate a proper artificial steering feedback torque comes to be a vital and challenging issue.
The target of this research is to design a new method to calculate the desired steering feedback torque which provides the driver with a realistic steering feel, the same as in an electrical power steering (EPS) system. For this purpose, an artificial neural network (ANN, shown in Fig. 1) is adopted to estimate the steering feedback torque, as ANN is capable of learning complex non-linear correlations without requiring specific mathematical models. The development of this ANN requires certain steps. Firstly, piles of steering data are recorded by imposing various steering maneuvers in IPG CarMaker to the vehicle simulator coupled with the well-performed EPS steering testbench (Fig. 2) which is available in our Department Automotive Engineering. Secondly, the inputs of ANN are selected by parameter sensitivity analysis of the test data. Besides, the training and validation of this ANN are conducted based on the steering database. Overall, a proper approximation of the steering feedback torque for SbW system can be developed, which provides the driver with a similar feeling as an EPS system.
mehr zu: Masterarbeit: Steering Feedback Torque Computation for Steer-by-Wire System Based on Artificial Neural Network
Study & Teaching
Die Entwicklung von automatisiertem Fahren ist sehr komplex und mit hohem Aufwand verbunden. Um zukünftig automatisiertes Fahren sowie deren Entwicklungsprozess untersuchen zu können, wird am Fachgebiet Kraftfahrzeuge ein Versuchsfahrzeug aufgebaut, das auf einem Serienfahrzeug basiert. Der Versuchsträger soll mit einer Fahrzeugsteuerung, Umfeldsensorik ausgestattet werden um letztlich automatisiert Fahren zu können. Im Rahmen der Arbeit soll ein existierendes Steuerungssystem analysiert und auf eine Echtzeit Entwicklungsumgebung übertragen werden. Bei der Analyse sollen die verschiedenen Funktionen, wie bspw. „Operator override“ dargestellt und überprüft werden, ob und wie diese mittels der Echtzeitentwicklungsumgebung umgesetzt werden können.
mehr zu: Masterarbeit: Entwicklung einer Fahrzeugsteuerung für automatisiertes Fahren
FG Integrierte Modellierung energieeffizienter Fahrzeugantriebsstränge
06. August 2019
Turbocharged engine simulation can be improved with the addition of heat transfer and friction effects, leading to better predictions of engine parameters. Accurate prediction of engine performance is thus based on the complete knowledge of the turbocharger performance including its heat transfer phenomenon and friction losses that are known as irreversibilities of the process.
Exergy analysis is a powerful tool to identify the portion of different irreversibilities inside a system caused by heat transfer and frictions. The heat transfer process and friction losses in a turbocharger have a great influence on the characterization of turbochargers and the matching of turbocharged engines, therefor the exergy analysis will improve the current conventional models.
mehr zu: Bachelor/Master thesis in the field of turbocharger modelling (thermodynamic and exergy analysis)
FG Verkehrssystemplanung und Verkehrstelematik
For computational efficiency reasons, MATSim scenarios are often run with sampled populations, i.e. a randomly chosen subset of the whole population of the study region.
It is clear that network capacities need to be adjusted accordingly, such that congestion patterns remain the same also in case a sampled population is used.
mehr zu: Systematic evaluation of scaling in MATSim
Institut für Maschinenkonstruktion und Systemtechnik (IMS)
FG Konstruktion von Maschinensystemen
FG Konstruktion und Produktzuverlässigkeit
- © Copyright??
Im Rahmen der Arbeit soll das bestehende sowie Alternativkonzepte erarbeitet werden und diese
bezüglich der Anforderungen an den Prüfstand verglichen werden. Anschlieÿend soll eine konstruktive Umsetzung des Prüfstands erfolgen. Hauptaugenmerk muss bei der Konstruktion auf
die Festigkeit der rotierenden Komponenten, die Tragfähigkeit der Lager und das Schwingungsverhalten des Prüfstandes, im Besonderen des Rotors, gelegt werden.
mehr zu: Entwicklung eines High-Speed Parameteridentifikationsprüfstandes für radiale Gas-Folien-Lager
- © Copyright??
In dieser Arbeit soll, ausgehend von einer ausführlichen Recherche nach geeigneten Antriebskonzepten, eine Nutzwertanalyse nach VDI 2225 durchgeführt werden, um ein den Anforderungen entsprechendes Antriebskonzept zu wählen. Anschließend an die Konzeptentscheidung, soll dieses konstruktiv umgesetzt werden. Dabei müssen entsprechende Simulationen durchgeführt werden, um alle relevanten Eigenschaften im Hinblick auf Leistung, Dynamik und Festigkeit zu identifizieren.
mehr zu: Entwicklung eines Antriebs für einen High-Speed Parameteridentifikationsprüfstand
FG Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik
Der batterie-elektrische Triebzug (BEMU) ist eine vielversprechende Alternative des Diesels im Schienenpersonennahverkehrs (SPNV). Ein entscheidender Faktor für sein Erfolg ist die Lebensdauer der eingesetzten Traktionsbatterie. Dabei wird zwischen kalendarischer und zyklischer Lebensdauer differenziert. Letztere hängt von vielen Faktoren ab, darunter die Lade- und Entladeströme, die
Entladetiefe und das Lade-Entladefenster. Jeder Zyklus verursacht eine unabhängige Beanspruchung der
Batterie, und der Verlust der Batteriekapazität ist das Ergebnis aus der Akkumulation aller Zyklen.
Mit einem vom Fachgebiet entwickelten Simulationstool lässt sich der Batteriekapazitätsverlauf eines
Fahrzeugs im Laufe einer Fahrt / eines Umlaufs berechnen. Anhand dessen sollte die entsprechende Anzahl Zyklen identifiziert werden.
Im Rahmen dieser Arbeit sollte dementsprechend ein Algorithmus für dynamische Zykluszählung
implementiert werden. Darauf aufbauend ist ein passendes Alterungsmodell (basierend auf die Zykluszählung) auszuwählen und umzusetzen.
mehr zu: Abschlussarbeit: Implementation eines zyklusbasierten Batteriealterungsmodell
Der batterie-elektrische Triebzug (BEMU) ist eine vielversprechende Alternative des Diesels im Schienenpersonennahverkehrs (SPNV). Durch die begrenzte
Reichweite entstehen allerdings neue technische und betriebliche Fragestellungen, die vor einer Flottenumstellung gelöst werden müssen. Um diese zu beantworten wird am Fachgebiet ein Simulationstool in Python entwickelt (eFLIPS).
Ein großer Einfluss auf den Gesamtenergiebedarf hat nicht nur der Antrieb, sondern auch die Klimatisierung des Triebzuges. Bei Extremtemperaturen (sowohl positiv als auch negativ) könnte die Reichweite im Batteriemodus extrem beeinträchtigt werden.
Im Rahmen dieser Arbeit sollte ein Modell zur Berechnung des Energiebedarfs eines Triebzug-HVAC-Systems entwickelt werden, welches im bestehenden Simulationstool integriert werden kann.
mehr zu: Abschlussarbeit: Entwicklung und Implementation eines HVAC-Modells für batterie-elektrische Triebzüge
Bei Ankunft der Busse an den Endstationen müssen ein Ladeplatz und ein Ladezeitraum zugewiesen werden. Diese Zuweisung soll möglichst einfach sein und gleichzeitig eine faire Verteilung der Ladeenergie garantieren. Insbesondere bei Störfällen ist eine optimale Zuweisung wichtig, um ausfallende Busfahrten zu verhindern.
In dieser Arbeit soll es zunächst um die Analyse des Problems durch Literraturrecherche und Implementierung eines vereinfachten Modells gehen. Anhand der Ergebnisse der ersten Phase wird dann ein Satz von Regeln erstellt, mit dem die Zuweisung auch unter Echtzeitbedingungen erfolgen kann. Hier ist insbesondere zu beachten, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt die Ankunftszeiten und Ladezustände zukünftiger Busse nicht sicher bekannt sind, die Pausenzeiten der aktuell ladenden Busse und Fahrer aber nicht unterbrochen werden sollen.
mehr zu: Masterarbeit: Lademanagement für elektische Stadtbusse
Das Fachgebiet MPM forscht im Rahmen des Industrie- und Wissenschaftscampus "Werner von Siemens Centre of Industry and Science" gemeinsam mit Industriepartnern an Methoden zur Konstruktion von additiv gefertigten Komponenten für die elektrischen Antriebssysteme der Zukunft. Das Designkonzept der Kupfer-Wicklungen hat erhebliche Auswirkungen auf die Gesamtgröße und damit auf die Leistungsdichte des elektrischen Antriebssystems. Mit Hilfe der additiven Fertigung (im Englischen Additive Manufacturing, oder AM) können völlig neue Wicklungskonzepte geschaffen und damit der Maschinenwirkungsgrad entsprechend erhöht werden.
Bislang beziehen sich die Forschungsarbeiten zur Metallverarbeitung mittels AM auf laserbasierte additive Fertigungsverfahren, die die Bearbeitung von Kupfer aufgrund seines geringen Strahlungsabsorptionsvermögen erschweren. Vor diesem Hintergrund eröffnet der Einsatz des Cold Spray Verfahrens ein großes Potenzial für die Fertigungsmöglichkeiten, insbesondere von großen Kupferbauteilen. Für den Einsatz von Cold Spray in einem Produktentwicklungsprozess müssen jedoch die Möglichkeiten und die prozessspezifischen Restriktionen (Aufbaurate, Genauigkeit, Material, physikalische Eigenschaften, etc.) methodisch berücksichtigt werden.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Ermittlung der wichtigsten prozessspezifischen Faktoren, die einen Einfluss auf die Herstellbarkeit von Komponenten bei der additiven Cold Spray Fertigung haben.
mehr zu: Abschlussarbeit: Entwicklung eines Konzeptes zur Parametrisierung des Cold Spray Additive Manufacturing Verfahrens
Das Fachgebiet MPM forscht im Rahmen des Industrie- und Wissenschaftscampus "Werner von Siemens Centre of Industry and Science" gemeinsam mit Industriepartnern an Methoden zur Konstruktion von additiv gefertigten Komponenten für die elektrischen Antriebssysteme (EA) der Zukunft.
Die Produktarchitektur verknüpft die Funktionsstruktur (funktionale Beziehungen) mit der Produktstruktur (strukturelle Beziehungen) und auch die Transformation zwischen den Komponenten und den Funktionen eines Produkts. Durch die Anwendung von AM-Technologien ist eine Funktionsintegration innerhalb eines Systems oder einer Baugruppe möglich. Wenn z. B. die gleiche Menge an Funktionen mit einer geringeren Anzahl von Bauteilen oder mehr Funktionen mit der gleichen Anzahl von Bauteilen erfüllt werden können, können Verbesserungen im gesamten Wertschöpfungsprozess geschaffen werden. Durch die Gestaltungsfreiheiten von AM, können neue Designkonzepte von Kernkomponenten erarbeitet und damit das anforderungsgerechte Design der elektrischen Maschine der Zukunft in Hinblick auf höhere Wirkungsgrade und höhere Leistungsdichten gefördert werden.
Ziel der Arbeit ist Entwicklung einer Methodik zur Gestaltung der Produktarchitektur eines elektrischen Antriebs angepasst an die additive Fertigung mittels Cold Spray.
mehr zu: Masterarbeit: Methodische Entwicklung einer 3D-Druck-gerechten Produktarchitektur für das Cold Spray Verfahren
Schlechte Luftqualität in Städten und weltweit kontinuierlich steigende Treibhausgasemissionen haben in den vergangenen Jahren zu einer stetigen Verschärfung der Emissionsgrenzwerte für Kraftfahrzeuge geführt. Es ist davon auszugehen, dass sich die Grenzwerte in Zukunft weiterhin deutlich verschärfen werden. Ein möglicher Weg, eine umweltfreundlichere und sauberere Mobilität zu realisieren, wird im flächendeckenden Einsatz alternativer Antriebssysteme gesehen. Im Berliner ÖPNV werden im Rahmen des Projekts E-MetroBus (https://e-metrobus.berlin/) bereits batterie-elektrische Busse (E-Busse) auf den MetroBus-Linien der Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) einge-setzt. Deren Nachteil ist die geringere Reichweite im Vergleich zu Diesel-Bussen. Um die Reichwei-te zu erhöhen, beschäftigt sich das Fachgebiet Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik (MPM) mit der energieeffizienten Klimatisierung von E-Bussen. Da die Innentemperatur der Busse meist auf Werte eingestellt wird, die von vielen Fahrgästen als „zu hoch“ empfunden wird, kann durch die Absenkung der Innenraumtemperatur viele Energie eingespart werden. Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung eines Modelles, das den thermischen Komfort der Fahrgäste unter Einbe-zug der Klimavariablen (Luft- und Strahlungstemperatur, Luftfeuchtigkeit usw.) vorhersagt und da-mit Aussagen zu sinnvollen Innenraumtemperaturen zulässt.
mehr zu: Abschlussarbeit: Erstellung eines prädiktiven Modellansatzes zur Bewertung der thermischen Behaglichkeit in batterieelektrischen Bussen
m Rahmen des Industrie- und Wissenschaftscampus „Werner von Siemens Centre of Industry and Science“
(https://wvsc.berlin/) beforscht das Fachgebiet MPM in Kooperation mit Partnern aus der Industrie Methoden zur Konstruktion von additiv gefertigten Bauteilen im Kontext von Hochtemperaturanwendungen. Des Weiteren baut das Fachgebiet MPM sukzessive Kompetenzen im Themenbereich „Methoden zur nachhaltigen Produktentwicklung“ auf.
Zur Entscheidung ob ein bisher subtraktiv gefertigtes Bauteil additiv gefertigt werden soll, kann der ökologischen Impacts herangezogen werden. Hierzu ist der ökologische Einfluss des subtraktiv gefertigten Komponenten mit dem einer potentiellen additiven Fertigung zu vergleichen. Dabei sind abseits des Fertigungsprozesses weitere Faktoren wir Pulverherstellung, Manufacturing on Demand, Lagerhaltungskosten etc. zu berücksichtigen.
Ziel der Arbeit ist zunächst die Entwicklung eines Modells zur Bewertung des ökologischen Impacts einer subtraktiv gefertigten Komponente im Bereich Gasturbinen.
mehr zu: Abschlussarbeit: Entwicklung eines Modells zur Life Cycle Analysis von subtraktiv gefertigten Komponenten in Hochtemperaturanwendungen
FG Elektromechanische Konstruktionen
Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF)
FG Handhabungstechnik und Montagetechnik
FG Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
20. März 2021
Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wird die Vorkonturierung von 3D-Bauteilen mittels Wasserabrasivinjektorstrahlen (WAIS) am IWF systematisch untersucht. Hierzu werden Versuchsreihen von unterschiedlichem Ausmaß und zu verschiedenen Themen durchgeführt. Aktuelle wird eine experimentelle und eine simulative Abschlussarbeit gesucht.
mehr zu: Experimentelle oder simulative Untersuchung beim Wasserstrahlschneiden
15. Februar 2021
Die Schutzgasatmosphäre, unter welcher der additive Fertigungsprozess beim Laser Powder Bed Fusion-Verfahren (L-PBF) stattfindet, spielt zusammen mit der dazugehörigen Schutzgasströmung eine ausschlaggebende Rolle für die Qualität des Prozesses und der entstehenden Bauteile. Als Grundlage für die Optimierung der Strömung soll im Rahmen dieser Arbeit ein CFD-Simulationsmodell erstellt werden und mittels geeigneten Messsystemen validiert werden.
mehr zu: Untersuchung der Schutzgasströmung über der Bauplatte in L-PBF-Anlagen
FG Schweißtechnische Fertigungsverfahren
FG Nachhaltige Unternehmensentwicklung
