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 ein Messsystem für den Versuchsstand einer kleinen Windenergieanlage zum Testen eines Steuerungssystems entwickelt werden. Dabei soll die Windgeschwindigkeit und -richtung vor und hinter der WEA gemessen werden. Darüber hinaus sollen die Druckverteilungen
an verschiedenen Positionen und damit die Auftriebskräfte der Rotorblätter ermittelt werden. Weiterhin sollen die möglichen Verformungen der Rotorblätter und des Turms unter dem Ein uss von Windlasten bestimmt werden. Dabei umfasst die Aufgabe die Recherche von Konzepten inklusive Kosten der Messtechnik und gegebenfalls die konstruktive Umsetzung.
mehr zu: Entwicklung eines Messsystems für den Versuchsstand einer Windenergieanlage
- © Copyright??
Im Rahmen der Arbeit soll ein Versuchsstand einer kleinen Windenergieanlage zum Testen eines Steuerungssystems entwickelt und konstruiert werden. Dabei soll zunächst die WEA aus drei elektrisch verstellbaren Rotorblättern und einer elektrisch drehbaren Gondel auf einem Turm bestehen. Weiterhin sollen unterschiedliche Windverhältnisse realisiert werden, um unter Berücksichtigung der Einschalt-, Nenn- und Abschaltgeschwindigkeit des Windgenerators die Strö-
mungsenergie in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. Dabei umfasst die Aufgabe die Recherche von Konzepten inklusive Kosten für die konstruktive Umsetzung.
mehr zu: Konstruktion eines Versuchsstandes einer Windenergieanlage für die Inbetriebnahme eines Steuerungssystems
- © Copyright??
Im Rahmen der Arbeit soll eine Fluid-Struktur-Interaktion-Simulation einer WEA zum Testen eines Steuerungssystems entwickelt werden, um potenzielle Fehler im Feld zu vermeiden und damit Zeit bzw. Kosten der Inbetriebnahme des Steuerungssystems an der realen WEA zu reduzieren. Weiterhin soll das strukturdynamische und strömungsmechanische Verhalten der WEA untersucht werden. Dafür soll zunächst eine WEA mit drei verstellbaren Rotorblättern und einer drehbaren Gondel auf einem Turm in ANSYS modelliert werden. Das Modell soll sich zuerst auf wichtigste Eingangsparameter - Windgeschwindigkeit, Windrichtungswinkel, Yaw- und Pitch-Winkel - und auf wichtigste Ausgangsparameter - Drehzahl sowie Auftriebskraft der Rotorblättern und die Leistungsentnahme - beschränken.
mehr zu: Erstellung des Fluid-Struktur-Interaktion-Simulationsmodells einer Windenergieanlage für die virtuelle Inbetriebnahme eines Steuerungssystems in ANSYS
- © Copyright??
Im Rahmen der Arbeit soll eine Echtzeitsimulation einer WEA zum Testen eines Steuerungssystems entwickelt werden, um potenzielle Fehler im Feld zu vermeiden und damit Zeit bzw. Kosten der Inbetriebnahme des Steuerungssystems an der realen WEA zu reduzieren. Dafür soll zunächst
eine WEA mit drei verstellbaren Rotorblättern und einer drehbaren Gondel auf einem Turm in Matlab/Simulink modelliert werden. Weiterhin soll ein Modell für die virtuelle Inbetriebnahme eines Steuerungssystems der modellierten WEA erstellt werden. Das Modell soll sich zuerst auf wichtigste
Eingangsparameter - Windgeschwindigkeit, Windrichtungswinkel, Yaw- und Pitch-Winkel - und auf wichtigste Ausgangsparameter - Drehzahl sowie Auftriebskraft der Rotorblättern und die Leistungsentnahme - beschränken.
mehr zu: Erstellung des Modells einer Windenergieanlage für die virtuelle Inbetriebnahme eines Steuerungssystems in Matlab/Simulink
- © Copyright??
Im Rahmen der Arbeit soll eine Echtzeitsimulation einer WEA zum Testen eines Steuerungssystems entwickelt werden, um potenzielle Fehler im Feld zu vermeiden und damit Zeit bzw. Kosten der Inbetriebnahme des Steuerungssystems an der realen WEA zu reduzieren. Dafür soll zunächst eine WEA mit drei verstellbaren Rotorblättern und einer drehbaren Gondel auf einem Turm in OpenFAST modelliert werden. Weiterhin soll ein Modell für die virtuelle Inbetriebnahme eines Steuerungssystems der modellierten WEA erstellt werden. Das Modell soll sich zuerst auf wichtigste
Eingangsparameter - Windgeschwindigkeit, Windrichtungswinkel, Yaw- und Pitch-Winkel - und auf wichtigste Ausgangsparameter - Drehzahl sowie Auftriebskraft der Rotorbl
ättern und die Leistungsentnahme - beschränken.
mehr zu: Erstellung des Modells einer Windenergieanlage für die virtuelle Inbetriebnahme eines Steuerungssystems in OpenFAST
- © 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 Einsatz von batterieelektrischen Bussen (E-Bussen) im öffentlichen Nahverkehr ist eine der wichtigsten Strategien für die Reduzierung von Treibhausgasemissionen in Städten und Metropol-gebieten. Ein wesentlicher Nachteil von E-Bussen ist deren limitierte Batteriekapazität, die zu einer niedrigeren Reichweite im Vergleich mit Dieselfahrzeugen führt. Im Heiz- und Kühlbetrieb wird die zur Verfügung stehende Reichweite weiter herabgesetzt, da die Batterie die zusätzliche Energie zur Verfügung stellen muss. Die Reduzierung des Energiebedarfs zur Innenraumklimatisierung ist da-her gegenwärtig der wichtigste Hebel zur Erhöhung der Reichweite von E-Bussen. Die Innenraum-temperatur wird dabei momentan auf Basis von Normen und nicht auf Grundlage des thermischen Behaglichkeitsempfinden der Fahrgäste eingestellt.
Eine Möglichkeit um den Temperaturbereich innerhalb des Busses auf die Bedürfnisse der Fahr-gäste einzustellen bieten Behaglichkeitsmodelle. Diese stammen jedoch meist aus dem Gebäu-debereich, setzen einen stationären Zustand voraus, und sind somit i.d.R. nicht ohne Weiteres auf die geringe Verweildauer der Fahrgäste in Bussen anwendbar. Um diese Modelle auf Busse zu übertragen müssen deren Modellvariablen (z.B. Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwin-digkeit) auf den konkreten Anwendungsfall angepasst werden. Diese Anpassung kann entweder mithilfe von zahlreichen Messreihen und kostenintensiver Sensorik, oder mittels CFD (Computati-onal Fluid Dynamics) geschehen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein CFD-Modell für die Simulation der klimatischen Bedingungen in batterieelektrische Bussen entwickelt werden.
mehr zu: Masterarbeit: Entwicklung eines CFD-Modells für die Simulation der klimati-schen Bedingungen in batterieelektrischen Bussen
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 in urbanen Räumen zu realisieren, wird im flächendeckenden Einsatz batterieelektrischer Fahrzeu-ge (BEV) gesehen.
Insbesondere im Bereich des öffentlichen Nahverkehrs sollen in den kommenden Jahren Diesel-busse durch batterieelektrische Fahrzeuge, inklusive elektrisch betriebener Heiz- und Kühlsyste-men, ersetzt werden. Im Gegensatz zu Dieselbussen spielt bei batterieelektrischen Fahrzeuge durch die limitierte Batteriekapazität und relativ langen Ladevorgänge die beschränkte Reichweite eine große Rolle. Bei Heiz- und Kühlbetrieb wird die zur Verfügung stehende Reichweite weiter her-abgesetzt, da die Batterie auch die Energie für Heiz- und Kühlsysteme zur Verfügung stellen muss. Die Reduzierung des Energiebedarfs zur Fahrzeugraumklimatisierung ist gegenwärtig der wichtigs-te Hebel zur Erhöhung der Reichweite bzw. zur Reduzierung der erforderlichen Ladezeiten bei E-Bussen. Grundlage für die einzustellenden Innentemperaturen in Stadtbussen ist in Deutschland die VDV-Schrift 236. Die dort vorgegebenen Temperaturen werden jedoch weder empirisch noch theo-retisch begründet. Behaglichkeitsmodelle aus dem Gebäudebereich, die eine Vorhersage der als angenehm empfundenen Innenraumtemperatur ermöglichen, setzen einen stationären Zustand voraus und sind somit i.d.R. nicht auf die zu geringen Verweildauern in Bussen anwendbar.
Aus diesem Grund soll in dieser Arbeit ein Modell für die Berechnung der thermischen Behaglich-keit in batterieelektrische Bussen entwickelt werden.
mehr zu: Abschlussarbeit: Entwicklung eines Modells für die Berechnung der thermischen Behaglichkeit in batterieelektrische Bussen
FG Elektromechanische Konstruktionen
Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF)
FG Handhabungstechnik und Montagetechnik
FG Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
FG Schweißtechnische Fertigungsverfahren
FG Nachhaltige Unternehmensentwicklung
