Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau, Technikjournalismus
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Error analysis in a high accuracy sampled-data velocity stabilising system using Volterra series
(2015)
This paper presents a new method of analysing the error of a sampled-data velocity stabilising system with a wide range of pulse width modulation. The analysis is based on multi-channel model obtained as a result of approximation of pulse-modulated signal at the output of a PWM converter. Approximation of piecewise-linear modulation characteristics of each channel has been obtained as a series expansion of Hermite polynomials where the expansion comprises two polynomials of the first and third orders. The transfer function of every channel and a closed-loop system has been obtained using multidimensional Z-transform. The analytical expression of an error under impact of a step input has been derived using a transfer function of the closed-loop system. A dc electric drive has been used as an example of high accuracy sample-data stabilising system to verify and demonstrate the proposed method.
This paper presents a new method of analysing the error of a sampled-data velocity stabilising system with a wide range of pulse width modulation. The analysis is based on multi-channel model obtained as a result of approximation of pulse-modulated signal at the output of a PWM converter. Approximation of piecewise-linear modulation characteristics of each channel has been obtained as a series expansion of Hermite polynomials where the expansion comprises two polynomials of the first and third orders. The transfer function of every channel and a closed-loop system has been obtained using multidimensional Z-transform. The analytical expression of an error under impact of a step input has been derived using a transfer function of the closed-loop system. A dc electric drive has been used as an example of high accuracy sample-data stabilising system to verify and demonstrate the proposed method.
Microwave Kinetic Inductance Detectors have great potential for large very sensitive detector arrays for use in, for example, ground and spaced based sub?mm imaging. Being intrinsically readout in the frequency domain, they are particularly suited for frequency domain multiplexing allowing 1000s of devices to be readout with one pair of coaxial cables. However, this moves the complexity of the detector from the cryogenics to the warm electronics. We present the use of a readout based on a Fast Fourier transform Spectrometer, showing no deterioration of the noise performance compared to low noise analog mixing while allowing high multiplexing ratios (>100). We present use of this technique to multiplex 44 MKIDs, while this and similar setups are regularly now being used in our array development. This development will help the realization of large cameras, particularly in the short term for ground based astronomy.
Microwave kinetic inductance detectors have great potential for large, very sensitive detector arrays for use in, for example, submillimeter imaging. Being intrinsically readout in the frequency domain, they are particularly suited for frequency domain multiplexing allowing ?1000s of devices to be readout with one pair of coaxial cables. However, this moves the complexity of the detector from the cryogenics to the warm electronics. We present here the concept and experimental demonstration of the use of fast Fourier transform spectrometer readout, showing no deterioration of the noise performance compared to the low noise analog mixing while allowing high multiplexing ratios.
With the GREAT receiver at the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), nine massive molecular clumps have been observed in the ammonia 32+−22− line at 1.8 THz in a search for signatures of infall. The sources were selected from the ATLASGAL submillimeter dust continuum survey of our Galaxy. Clumps with high masses covering a range of evolutionary stages based on their infrared properties were chosen. The ammonia line was detected in all sources, leading to five new detections and one confirmation of a previous detection of redshifted absorption in front of their strong THz continuum as a probe of infall in the clumps. These detections include two clumps embedded in infrared dark clouds. The measured velocity shifts of the absorptions compared to optically thin C17O (3–2) emission are 0.3–2.8 km s-1, corresponding to fractions of 3% to 30% of the free-fall velocities of the clumps. The ammonia infall signature is compared with complementary data of different transitions of HCN, HNC, CS, and HCO+, which are often used to probe infall because of their blue-skewed line profiles. The best agreement with the ammonia results is found for the HCO+ (4–3) transitions, but the latter is still strongly blended with emission from associated outflows. This outflow signature is far less prominent in the THz ammonia lines, which confirms it as a powerful probe of infall in molecular clumps. Infall rates in the range from 0.3 to 16 × 10-3 M⊙/yr were derived with a tentative correlation with the virial parameters of the clumps. The new observations show that infall on clump scales is ubiquitous through a wide range of evolutionary stages, from L/M covering about ten to several hundreds.
The Project SupraMetall: Towards Commercial Fabrication of High-Temperature Superconducting Tapes
(2014)
Ausgangspunkt der im Folgenden vorgestellten Semesterstruktur war die Umstellung der vorhandenen Diplomstudiengänge auf den Bachelor-Abschluss. Am Fachbereich werden drei grundständige Studiengänge angeboten; die technischen Studiengänge Elektrotechnik und Maschinenbau sowie der interdisziplinäre Studiengang Technikjournalismus, der den Geistes- und Sozialwissenschaften zuzurechnen ist. Ebenfalls sind duale Studiengänge vorhanden, die an grundständige Studiengänge angelehnt sind.
Der Beitrag untersucht, wie ein Präsenzlabor durch ein Remote-Labor ergänzt undersetzt werden kann. Dazu wird das Laborpraktikum Digitaltechnik der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg betrachtet, bei dem ein Remote-Labor Flexibilität bei der Versuchsdurchführung bietet und Versuche ermöglicht, die allein mit dem Präsenzlabor nicht möglich wären. Neben der Ergänzung der Präsenzversuche können Studie-rende das Praktikum auch komplett im Remote-Labor durchführen. Durch klare Anforderungen an die Erteilung eines Testats ist dies sowohl für sie als auch für Lehrende praktikabel zu handhaben. Rückmeldungen der Studierenden und Nutzungszahlen belegen die Akzeptanz des Remote-Labors. Dabei zeigt sich, dass die Studierenden sehr heterogen mit dem Remote-Labor umgehen: Einige von ihnen nutzen das Remote-Labor als zusätzliche Praktikumszeit für Versuche die auch im Präsenzlabor möglich wären; andere nutzen es als Erweiterung der Praktikumsmöglichkeit für Versuche, die nur im Remote-Labor möglich sind und wieder andere arbeiten intensiv im Remote-Labor und reichen auch das Praktikumsprotokoll elektronisch ein. Für Lehrende besteht über das Protokoll und die Auswertung der Nutzungsdaten ausreichende Sicherheit, um aktive Beteiligung am Praktikum zu testieren.
Seit 2012 wird an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg die Studieneingangsphase im Qualitätspakt Lehre gefördert. Ein wesentliches Anliegen im Projekt „Pro-MINT-us“ ist die Einbeziehung der gesamten Hochschule, um keine isolierten Maßnahmen anzubieten, sondern die im Projekt entwickelten Lehrideen nachhaltig zu verankern.
Guest lecturers from a different country can be very beneficial as students get a broader view on a subject and learn about applications not common in their home country. However, the cost and time required for traveling is a drawback. This contribution describes the exchange of teaching content between Germany and Argentina based on an e-learning approach. Short lectures are recorded on video and supplement the teaching of the local lecturer. The teaching content addresses digital logic design with FPGAs and is targeted to advanced students. The video lectures introduce an image processing algorithm for driver assistance in modern cars, which is a motivating application for students. The remote-lab allows the students to perform lab exercises with real hardware. The topic of lane detection for driver assistance is a specific application. The video lectures correspond to 1 or 2 weeks of teaching and can be used as a supplement for an existing course on digital design, FPGAs or signal processing.
An electronic display often has to present information from several sources. This contribution reports about an approach, in which programmable logic (FPGA) synchronises and combines several graphics inputs. The application area is computer graphics, especially rendering of large 3D models, which is a computing intensive task. Therefore, complex scenes are generated on parallel systems and merged to give the requested output image. So far, the transportation of intermediate results is often done by a local area network. However, as this can be a limiting factor, the new approach removes this bottleneck and combines the graphic signals with an FPGA.
Improving the study entry supports students in a decisive phase of their university education. Implementing improvements is a change process and can only be successful if the relevant stakeholders are addressed and convinced. In the described Teaching Quality Pact project evaluation data is used as a mean to discuss in the university the situation of the study programs. As these discussions were based on empirical data rather than on opinion, it was possible to achieve an open discussion about measures that are implemented. The open discussion is maintained during the project when results of the measures taken are analyzed.
Elektronik für Entscheider
(2017)
Dieses Buch gibt Nichtingenieuren, die sich beruflich mit Elektronik beschäftigen, die Möglichkeit, sich ein Stück auf dieses Fachgebiet zu begeben, um Aufgaben, Sprache und Vorgehensweise von Ingenieuren zu verstehen. Ziel ist es dabei nicht, nach dem Lesen dieses Buches eine elektronische Schaltung entwickeln zu können. Im Vordergrund steht vielmehr ein generelles Verständnis für die Zusammenhänge und Grundbegriffe der Elektronik.
Elektronik für Entscheider
(2008)
Die Entwicklung, Produktion und Vermarktung elektronischer Güter ist ein bedeutender Wirtschaftsfaktor, an dem Menschen mit verschiedenen Ausbildungen beteiligt sind. Um Produkte zum richtigen Preis, mit den richtigen Eigenschaften und zum richtigen Zeitpunkt anbieten zu können, müssen die Verantwortlichen eines Projektes miteinander über Projektziele kommunizieren können.
Dieses Buch ist für Manager, Betriebswirte, Juristen, PR-Fachleute und Journalisten geschrieben, aber auch für Informatiker und Ingenieure aus allen Fachgebieten, die sich beruflich mit Produkten der Elektronik beschäftigen. Ihnen wird die Möglichkeit gegeben, sich ein Stück auf das Gebiet der Elektronik zu begeben, um sowohl Aufgaben als auch Sprache und Vorgehensweise von Elektroingenieuren zu verstehen. Ziel ist es dabei nicht, nach dem Lesen dieses Buches eine elektronische Schaltung entwickeln zu können. Im Vordergrund steht vielmehr ein generelles Verständnis für die Zusammenhänge und Grundbegriffe der Elektronik.