Innerhalb der Automobilindustrie hat sich MATLAB/Simulink als Standardsoftware zur Entwicklung von Steuergerätsoftware durchgesetzt und besticht durch eine hohe technische Abstraktion sowie eine gute Lesbarkeit. Dabei bedient sich Simulink den Prinzipien der modellgetriebenen Softwareentwicklung, bei denen Software in einer domänenspezifischen Sprache entwickelt wird und anschließend auf eine technisch niedrigere Abstraktionsebene transformiert wird. Das in dieser Masterarbeit entwickelte Anforderungskonzept für eingebettete Systeme ermöglicht die teilautomatisierte Übertragung von Softwareanforderungen in ein Simulink-Modell und fügt dem Konzept der modellgetriebenen Softwareentwicklung eine zusätzliche Abstraktionsebene hinzu. Das Augenmerk liegt hierbei auf der Reduzierung von manuellen und redundanten Arbeitsschritten sowie einer hohen Übereinstimmung von Pflichtenheft und Modell. Das vorgestellte Konzept unterstützt eine vollautomatische Architekturgenerierung auf Basis des Pflichtenheft sowie Parameter und Signaldefinitionen. Ergänzend wird auch eine Notation zur teilautomatischen Generierung funktionaler Anforderungen vorgestellt aber auch informelle Anforderungsdefinitionen unterstützt und Softwaregestaltungsrichtlinien der ISO-26262 konzeptionell mitberücksichtigt. Abschließend wird eine prototypische Implementierung eines Transformators aufgezeigt und die Funktionalität anhand eines Fallbeispiels demonstriert. Hierbei hat sich gezeigt das auf Basis von wenigen Anforderungen ein hochspezifiziertes Simulink-Modell erstellt werden kann, welches dem Entwickler zahlreiche Routineaufgaben abnimmt und eine Konzentration auf die konzeptionell schwierigen Elemente der Softwareentwicklung erlaubt. / Within the automotive industry MATLAB/Simulink has established itself as standard software for the development of electronic control unit software and impresses with its high technical abstraction and good readability. Simulink uses the principles of model-driven software development, in which software is developed in a domainspecific language and then transformed to a technically lower abstraction level. The requirements concept for embedded systems developed in this master thesis enables the semi-automated transfer of software requirements into a Simulink model and adds an additional abstraction level to the concept of model-driven software development. The focus here is on the reduction of manual and redundant work steps as well as a high degree of conformity between the specifications and the model. The presented concept supports a fully automatic architecture generation based on the requirement specification as well as parameters and signal definitions. In addition, a notation for semi-automatic generation of functional requirements is presented, but informal requirement definitions are also supported and software design guidelines of ISO-26262 are conceptually taken into account. Finally, a prototype implementation of a transformer will be displayed and its functionality demonstrated by means of a case study. This has shown that a highly specified Simulink model can be created on the basis of a few requirements, which relieves the developer of numerous routine tasks and allows concentration on the conceptually difficult elements of software development.

The polygeneration is an innovative and sustainable solution which has become an attractive concept. The simultaneous production of electricity, heating and cooling including hot and cold water respectively in autonomous smaller energy systems can manage a more flexible and environmentally friendly system. Furthermore distributed generation and micro scale polygeneration systems can perform the increase of the utilized renewable energy sources in the power generation. The aforementioned energy systems can consist of several power generation units however the low emission levels, the low investment costs and the fuel flexibility of microturbines are some of the reasons that the study of the microturbines in polygeneration systems is a crucial necessity. In this study, an autonomous small-scale polygeneration energy system is investigated and each component is analyzed. The components of the system are a microturbine, a heat recovery boiler, a heat storage system and an absorption chiller. The purpose of this work is the development of a dynamic model in Matlab/Simulink and the simulation of this system, aiming to define the reliability of the model and understand better the behavior of such a system. Special focus is given to the model of the microturbine due to the complexity and the control methods of this system. The dynamic model is mainly based on thermodynamic equations and the control systems of the microturbine on previous research works. The system has as a first priority the electricity supply while thermal load is supplied depending on the electric demand. The thermal load is supplied by hot water due to the heat recovery which takes place at the heat recovery boiler from the flue gases of the microturbine. Additionally the design of the system is investigated and an operational strategy is defined in order to ensure the efficient operation of the system. For this reason, after creating the load curves for a specific load, two different cases are simulated and a discussion is done about the simulation results and the future work.

Die Substituierung konventionell angetriebener Kleinkehrmaschinen (KKM) durch elektrisch betriebene Äquivalente, kann zu einer Verbesserung der Luft- und Lebensqualität insbesondere in Ballungszentren führen. Dabei sind nicht nur die lokal CO2-neutrale Fortbewegung entscheidend, sondern auch Maßnahmen zur Geräuschminimierung. Diese Arbeit stellt Lösungsansätze vor und wählt aus verschiedenen Konzepten eine Vorzugsvariante aus, die im Anschluss realisiert und untersucht wird. Dabei werden zunächst messtechnische Untersuchungen an ausgewählten KKM durchgeführt, die im Weitern dafür verwendet werden eine Konzeptauswahl zu treffen. Aus den gewonnen Datensätzen werden u. a. ein Analysetool zur routen- und situationsabhängigen Energieverbrauchsermittlung sowie eine Ganzfahrzeugsimulation erstellt. Das realisierte Labormusterfahrzeug wird zur Validierung der Ganzfahrzeugsimulation und als „Proof of Concept“ verwendet, um entsprechende Annahmen zur Verbrauchsreduzierung nachzuweisen. Die vorliegende Dissertation liefert damit einen Beitrag zur Emissionsreduzierung und Dekarbonisierung, speziell in dicht besiedelten Großstädten. Kern der Arbeit ist die Untersuchung der Elektrifizierung von Kleinkehrmaschinen und der damit einhergehenden erwartbaren Emissionsminderung. Dabei werden u. a. folgende Forschungsfragen beantwortet: • Wie können Kleinkehrmaschinen (KKM) wissenschaftlich untersucht und miteinander verglichen werden? • Wie kann eine KKM verbessert/angepasst/optimiert werden, um Emissionen zu reduzieren und somit Schadstoffe für Mensch und Tier sowie Treibhausgase zu minimieren? • Können verbrennungskraftbetriebene Kleinkehrmaschinen (VK-KKM) durch elektrische Kleinkehrmaschinen (E-KKM) substituiert werden?

Heat shrink tubing is used to insulate wire conductors, protect wires, and to create cable entry seals in wire harnessing industries. Performing this sensitive process manually is time consuming, the results are strongly dependent on the operator’s expertise, and the process presents safety concerns. Alternatively, automating the process minimizes the operators’ direct interaction, decreases the production cost over the long term, and improves quantitative and qualitative production indicators dramatically. This thesis introduces the automation of a heat shrink tubing prototype machine that benefits the wire harnessing industry. The prototype consists of an instrumented heat chamber on a linear positioning system, and is fitted with two heat guns. The chamber design allows for the directing of hot air from the heat guns onto the wire harness uniformly through radially-distributed channels. The linear positioning system is designed to move the heat chamber along the wire harness as the proper shrinkage temperature level is reached. Heat exposure time as a major factor in the heat shrink tubing process can be governed by controlling the linear speed of the heat chamber. A control unit manages the actuator position continuously by measuring the chamber’s speed and temperature. A model-based design approach is followed to design and test the controller, and MATLAB/Simulink is used as the simulation environment. A programmable logic controller is selected as the controller implementation platform. The control unit performance is examined and its responses follow the simulation results with adequate accuracy.

Auf der Basis eines modellbasierten Entwurfs mit MATLAB/Simulink® wird der Entwurf für einen Mischprozess einer Mischstation vorgenommen. Durch den Einsatz der Toolbox PLC Coder™ von Mathworks® kann dieser Entwurf ohne jegliche Änderungen für aktuell 12 Automatisierungssysteme verschiedener Hersteller verwendet werden, so dass dies als ein zielsystemunabhängiger Entwurf angesehen werden kann. Der Vorteil besteht darin, dass nicht wie bisher ein klassischer Entwurf des Systems entsprechend IEC 61131 Teil 3 mit einer entsprechenden hersteller- bzw. systemspezifischen Entwicklungsumgebung durchgeführt wird, sondern ein hersteller- und systemunabhängiger Entwurf mit den zur Verfügung stehenden Werkzeugen von Simulink vorgenommen werden kann. Mit der verwendeten Toolbox PLC Coder™ für MATLAB/ Simulink® wird strukturierter Text nach IEC 61131 Teil 3 für das jeweilige Automatisierungssystem automatisch generiert. Im vorliegenden Fall wird als Automatisierungssystem eine SIMATIC ET 200SP Open Controller mit entsprechenden Erweiterungsmodulen (digitale und analoge Ein- und Ausgänge usw.) und das TIA Portal in der Version 15.1 der Fa. Siemens eingesetzt. / Für den Mischprozess, eine Mischstation, werden Flüssigkeiten aus drei verschiedenen Behältern in verschiedenen vorgegebenen Mischverhältnissen und Mengen dosiert und in einen Mischbehälter ge-leitet. Hierfür wird der modellbasierte Entwurf primär mittels endlicher Zustandsautomaten mit einer unterlagerten Durchflussmengenregelung in insgesamt neun Subsystemen vorgenommen. Um eine möglichst hohe Genauigkeit des Mischproduktes zu erzielen, wird hierbei die Dosierung der verschie-denen Flüssigkeiten volumengesteuert vorgenommen. Für den vollständigen modellbasierten Entwurf der Automatisierung der Mischstation, dessen Visua-lisierung sowie der Modellierung des HMI mittels Apps des App Designers von MATLAB/ Simulink® wird ein vollständiger Model in the Loop (MIL)-Test in Realzeit zur Verifikation des Gesamtsystems durchgeführt, der hier den Schwerpunkt darstellt. Durch den auf einem deutlich höheren Abstraktionsniveau durchgeführten modellbasierten Entwurf und den MIL-Test werden die Implementierungs- und Inbetriebnahmephase minimal. Abschließend werden die wesentlichen Vorteile des modellbasierten Entwurfs behandelt und ein Aus-blick gegeben.

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Indonesia has committed to achieving Net-Zero emissions by 2060, signaling a significant shift towards sustainability, which includes impactful initiatives such as the implementation of Green Seaports. This thesis focuses on designing and developing a model for a proposed Green Seaport power system and the subsequent performance of power flow analysis under various operating conditions. The model, constructed using MATLAB Simulink, underwent extensive testing and analysis, with a specific emphasis on the Battery Energy Storage System (BESS) operating modes, including individual charging, discharging, and simultaneous charging and discharging. This comprehensive investigation and analysis, involving 62 separate simulations, evaluated the impact of variations in solar irradiance, BESS state of charge (SoC), load levels, and power factor on the system across each BESS operating mode. The results conclusively demonstrated that the designed system is healthy, enabling reliable electricity delivery with minimal losses, maintaining stable voltage levels within acceptable limits, and operating efficiently with minimal instances of component overloading.

Orientador: Luis Geraldo Pedroso Meloni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T05:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LemesFilho_JoseMatias.pdf: 2987431 bytes, checksum: 93fc757a06215b93a08427d2f33f88a2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho descreve o estudo, a pesquisa e compilação de técnicas de otimização de códigos em FPGA (Field Programmable Gate Arrays) utilizando uma ferramenta de prototipagem rápida. Para isso, foram implementados alguns algoritmos para auxiliar na apresentação e avaliação de quatro técnicas de otimização: uso de recursos alternativos, multiplexação no tempo, algoritmos alternativos e mudança da freqüência sistêmica. As principais contribuições do presente trabalho foram: compilar em um único documento diversas técnicas para geração eficiente de códigos de processamento digital de sinais; o estudo das etapas de fluxo de projeto baseado em ferramentas de prototipagem rápida; implementações de diversos algoritmos para demonstrar as técnicas de otimização, visando-se o estudo da minimização da área de ocupação em FPGA. Com o uso das técnicas pode-se alcançar uma redução de área da FPGA de até 90%, conforme a complexidade do sistema alvo. / Abstract: This work describes the study, research and compilation of programming optimization techniques for FPGA (Field Programmable Gate Arrays) using a tool technology for rapid prototyping. For this purpose, some algorithms have been implemented to help the presentation and evaluation of four optimization techniques: alternative resources usage, time multiplexing, alternative algorithms and systemic frequency change. The main contributions of this work are: compilation in one document several efficient techniques for generation code in digital signal processing; study of the phases of design flow were based on rapid prototyping tools; implementations of several algorithms to demonstrate the optimization techniques, looking for the minimization of the FPGA occupation area. With the use of these techniques, it is possible to reach a FPGA area reduction of up to 90%, depending of the complexity of the target system. / Universidade Estadual de Campi / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

This thesis describes and realizes (in program Matlab/Simulink and in the microcontroller Freescale 56F8346) one off-line identification method of AC Induction motor parameters which are necessary to implement the field-oriented control strategy. The identification metod identify leakage inductance, magnetizing inductance and secondary time constants. The presented method is evaluted, advantages and disadvantages of this method are evaluated with reference to their possible use in real-machine. The experimental results and schemes which are presented demonstrate the feasibility methods. The thesis is dividend in seven chapters. Second chapter describes the basic principle and model AC induction motor. Third chapter generally describes identification methods. Fourth, fifth and sixth chapters deal with method which is based on a previous work of the authors [4] and [5].