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Übergabe von hochautomatisiertem Fahren zu manueller Steuerung: Teil 1: Review der Literatur und Studie zu Übernahmezeiten: Forschungsbericht

Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. 28 April 2021 (has links)
Fahrzeuge in denen der Fahrer Teilstrecken automatisiert fahren kann und die Fahrt nicht mehr überwachen muss befinden sich derzeit bei vielen Automobilherstellern in der Entwicklung. Wenn diese hochautomatisierten Fahrzeuge Systemgrenzen erreichen muss die manuelle Steuerung an den Fahrer zurückgegeben werden. Hierzu ist es notwendig dem Fahrer einen ausreichenden Zeitraum für die Übernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, damit die Übernahme sicher und komfortabel ablaufen kann. Um die notwendige Dauer für eine sichere Übernahme der manuellen Steuerung durch einen Fahrer zu ermitteln wurden zunächst relevante Konzepte der Automationspsychologie vorgestellt und auf den Kontext im Fahrzeug angewendet. Anschließend wurde eine Analyse der bislang veröffentlichten Studien zu der Dauer der Übernahme der Steuerung aus einer hochautomatisierten Fahrt durchgeführt um erste Hinweise auf eine realistische Übernahmezeit zu erhalten. Aufbauend auf der Analyse der Literatur und Interviews mit Automobilherstellern und Zulieferern wurden unterschiedlich komplexe Übernahmeszenarien und Nebenaufgaben entwickelt, die für zukünftige automatisierte Fahrzeuge realistisch und relevant sind. Diese Übernahmeszenarien und Nebenaufgaben wurden in einem statischen Fahrsimulator umgesetzt und mit N = 60 Probanden im Alter von 20 bis 76 (M = 36.0, SD = 15.2) Jahren getestet. Probanden waren nach einer hochautomatisierten Fahrt von ca. 5 Minuten, während der sie durch ein motivierendes Spiel auf einem in den Händen gehaltenen Tablet-PC stark abgelenkt waren, grundsätzlich in der Lage die manuelle Steuerung über das Fahrzeug wieder zu übernehmen. Diese Nebenaufgabe wurde verglichen mit einer vollständig manuellen Fahrt, in der dem Fahrer an der Stelle der Übernahmeaufforderung ein Warnton ausgegeben wurde, mit einer automatisierten Fahrt mit einer anderen Aufgabe auf einem Tablet-PC sowie mit einer vom Fahrer überwachten automatisierten Fahrt. Es zeigte sich, dass 90% der Fahrer nach einer Fahrt mit hoher Ablenkung nach 3-4 Sekunden das erste Mal den Blick wieder auf die Straße gerichtet haben, nach 6-7 Sekunden die Hände wieder am Lenkrad und die Füße an den Pedalen haben und nach 7-8 Sekunden die Automation abschalten. Untersucht man allerdings als Indikatoren des Situationsbewusstseins für die Fahrsituation den ersten Blick in den Spiegel und den Blick auf die Geschwindigkeitsanzeige, werden 12-15 Sekunden benötigt. Diese Reaktionen, die zum Verständnis der aktuellen Verkehrssituation notwendig sind, sind damit um bis zu 5 Sekunden verzögert im Vergleich zu der gleichen Situation bei einer manuellen Fahrt. Bei einzelnen Fahrern traten nach der Übernahme von der Automation Kollisionen oder kritische Fahrsituationen auf, was allerdings auch in der rein manuellen Fahrt in ähnlichem Umfang der Fall war. Diese Situationen hätten durch entsprechende Assistenzfunktionen verhindert werden können, die auch nach der Übergabe der Steuerung an den Fahrer aktiv bleiben und den Fahrer gerade in dieser Situation weiter besonders unterstützen. Weitere Reaktionszeiten und Fahrdaten wurden analysiert um ein vollständigeres Bild von dem Ablauf der Übernahmesituation zu erhalten. Veränderungen der Reaktionszeiten in realen Fahrten im Vergleich zu einer Fahrt im Simulator sind nicht auszuschließen. Noch offen ist außerdem, ob für Fahrer längere automatisierte Fahrten, Müdigkeit, oder noch stärker involvierende Nebentätigkeiten während der automatisierten Fahrt längere Übernahme- und Reaktionszeiten zur Folge gehabt hätten. Einige dieser offenen Fragen sollen als nächstes in einer geplanten Fahrsimulations-Studie adressiert werden. Soll aus der Einführung von Automation im Fahrzeug nicht nur ein Gewinn an Komfort, sondern auch ein Gewinn an Sicherheit im Vergleich zum manuellen Fahren entstehen, so muss der Fahrer in Übernahmesituationen nicht nur durch eine ausreichende Vorwarnzeit unterstützt werden. / Many automotive OEMs are currently developing automated driving functions that no longer require driver supervision in certain driving environments. If system boundaries are reached the driver has to retake manual control. The system needs to provide a sufficient period of time in which the driver can safely and comfortably regain control over the vehicle. To determine a period of time for such a transition, relevant concepts from the field of automation psychology were presented and applied to the automotive context. Additionally an analysis of existent studies concerning take-over transition times from highly automated driving to manual driving was carried out to gain first insights into the time required for this transition. Building on the analysis of the literature and based on interviews that were conducted with automotive OEMs and suppliers, complex take-over scenarios and secondary tasks were developed which represent realistic and relevant conditions for future automated cars. These scenarios and secondary tasks were implemented in a static driving simulator and tested with N = 60 test drivers aged 20 to 76 (M = 36.0, SD = 15.2) years. After an automated drive of approx. 5 minutes, during which the drivers were distracted by motivating game on a handheld tablet-pc, the drivers were generally able to regain manual control over the vehicle. This secondary task was compared to a manual drive, in which the take-over request was substituted by an auditory warning, to an automated drive, in which a different task was presented on a tablet-pc, as well as to an automated drive, in which the participants supervised the automation. It could be shown, that after a highly distracted drive 90% of the participants first had their eyes on the road after 3-4 seconds, had their hands on the steering wheel and their feet on the pedals after 6-7 seconds and disengaged the automation after 7-8 seconds. When analyzing the times taken to look at the side mirror and the speedometer as indicators of situation awareness during this driving situation, 12-15 seconds are needed. These reactions, which are necessary for the comprehension of the traffic situation, are therefore up to 5 seconds slower for the distracted automated driving compared to manual driving. For some automated drives collisions and critical situations were recorded, although they were comparably frequent in the manual drive condition. These critical situations might have been avoided through the use of suitable driver assistance systems that stay active and support the driver after the driver has disengaged the automation. Additional reaction times and driving data was analyzed to gain further insights into the process of the take-over transition process. Driving in a real world scenario may change the reaction times compared to driving in a simulator. Also, the effects of longer automated drives, sleepiness and more immersive secondary tasks on take-over process and reaction times are not yet clear. Some of these issues will be addressed in a planned simulator study. If there is to be a gain not only in comfort but in safety for automated driving compared to manual driving, drivers need to be not only sufficiently forewarned before takeover situations, but must additionally be supported by suitable assistance systems before, during and after the transition to manual driving.
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Übergabe von hochautomatisiertem Fahren zu manueller Steuerung: Teil 2: Müdigkeit und lange Fahrtdauer als Einflussfaktoren auf die Sicheheit nach einer Übernahmeaufforderung: Forschungsbericht

Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. 28 April 2021 (has links)
In zukünftigen automatisiert fahrenden Fahrzeugen werden Fahrer mit den verschiedensten Fahrerzuständen automatisierte Fahrten erleben. Wie auch beim manuellen Fahren werden Fahrer gestresst, abgelenkt oder ermüdet sein, werden an Schlafmangel leiden und Einbußen in Ihrer Konzentrationsfähigkeit zeigen. Aktuell ist jedoch nur wenig darüber bekannt, wie sich solche Fahrerzustände auf die Fähigkeit zur Übernahme der manuellen Steuerung nach einer Übernahmeaufforderung auswirken. Die vorliegende Fahrsimulator-Studie untersucht die Veränderung und Auswirkung des Fahrerzustands während einer hochautomatisierten Fahrt (level 3) im Hinblick auf Müdigkeit und Ermüdung während der Fahrt. Fahrer wurden während des Verlaufs der Fahrt regelmäßig von geschulten Müdigkeits-Bewertern in Ihrer Müdigkeit eingestuft. Bei Erreichen eines bestimmten Müdigkeitslevels bzw. nach einer Fahrtdauer von ca. einer Stunde wurde eine Übernahmeaufforderung ausgelöst. Während der Übernahmeaufforderung wurden Reaktionszeiten und Fahrverhalten gemessen und mit Reaktionszeiten und Fahrverhalten von manuellen Fahrern in der gleichen Situation verglichen. Es zeigte sich, dass automatisiert fahrende Fahrer deutlich schneller höhere Müdigkeitslevel erreichen als manuelle Fahrer. Die Dauer der Fahrt, die für das Erreichen von höheren Müdigkeitslevel notwendig war, hing sowohl bei manuellen als auch bei automatisiert fahrenden Fahrern von vorab induziertem Schlafmangel ab. Automatisiert fahrende Fahrer mit Schlafmangel erreichten mittlere Müdigkeitslevel mit verlängerten Lidschlüssen bereits nach ca. 15-20 Minuten und damit um bis zu 15-20 Minuten früher im Vergleich zu manuellen Fahrern mit Schlafmangel. Die automatisiert fahrenden Fahrer mit und ohne Schlafmangel waren grundsätzlich in der Lage, die manuelle Steuerung nach einer Übernahmeaufforderung ohne Unfälle wieder zu übernehmen. Allerdings zeigten sich bei allen automatisiert fahrenden Fahrern Verzögerungen im Aufbau des Situationsbewusstseins um ca. 3 Sekunden im Vergleich zu den manuellen Fahrern. Die Übernahmezeiten waren bei automatisiert fahrenden Fahrern nach einer langen Fahrt (ca. 1 Stunde) bzw. mit Schlafmangel daher vergleichbar lang wie nach einer Fahrt mit einer stark ablenkenden Nebentätigkeit. 90% der Fahrer schalteten die Automation nach ca. 5-7 Sekunden ab. Verwendet man als Maß für den Aufbau des Situationsbewusstseins nach einer Übernahmesituation allerdings den ersten Blick in den Seitenspiegel bzw. den ersten Blick auf den Tacho, so benötigten Fahrer ca. 12-15 Sekunden, um sich ein Bild von ihrer Fahrumgebung und von dem Zustand ihres Fahrzeugs zu machen. Vor dem Hintergrund der schnellen Entwicklung von Fahrermüdigkeit während automatisierter Fahrten ohne Nebenaufgaben ist die dauerhafte Überwachung des Zustands der Automation durch den Fahrer nicht realistisch. Fahrern sollte stattdessen die Möglichkeit gegeben werden, kontrollierbare Nebenaufgaben durchzuführen, die Rückschlüsse auf den Fahrerzustand geben und im Falle einer Übernahmesituation durch das Fahrzeug unterbrochen werden können. Zusätzlich sollte das Fahrzeug Informationen über den Fahrerzustand vor einer Übernahmesituation haben, um die Dauer des Übergangs entsprechend planen zu können. Zukünftige Studien sollten die unterschiedlichen Fahrerzustände während einer automatisierten Fahrt und deren Auswirkungen auf das Übernahmeverhalten genauer untersuchen. Zusätzlich sollte der Aufbau des Situationsbewusstseins nach einer Übernahmeaufforderung weiter in den Fokus der Forschung gerückt werden, um Rückschlüsse auf mögliches Fehlverhalten nach der Übernahme der manuellen Steuerung zu erhalten. / In future automated vehicles drivers will experience a variety of driver states. Similar to manual driving, drivers will be stressed, distracted or tired, will suffer from sleep loss and a lack of concentration. Few studies have examined how such driver states influence the ability to take back manual control after a take-over request. This driving simulator study analyzes the progression and the impact of the driver states sleepiness and fatigue during highly automated driving. Drivers were regularly rated by trained sleepiness raters during driving. A take-over request was issued if a predefined sleepiness level was reached, or if the drive had lasted for approximately one hour. In the course of the take-over request reaction times and driving behavior were measured and compared to reaction times and driving behavior of manual driver in the same situation. It could be shown that automated drivers reached higher levels of sleepiness faster than manual drivers. The driving time required to reach higher levels of sleepiness depended on a previously induced lack of sleep for both the automated and the manual drivers. Automated drivers reached intermediate levels of sleepiness with prolonged eyelid closures after only about 15 to 20 minutes, which was 15 to 20 minutes earlier than manual drivers who also suffered from a lack of sleep. Automated drivers with and without a lack of sleep were generally able to take back manual control after a take-over request without crashing. However, the formation of situation awareness was delayed by about 3 seconds for all automated drivers compared to the manual driving conditions. Take-over times for automated drivers after a long drive (approx. 1 hour) or with a lack of sleep respectively, were therefore comparable to take-over times after a drive with a highly distracting secondary task. 90% of the drivers disengaged the automation after about 5 to 7 seconds. However, if the first glances to the side mirror and the first glances to the speed display are used as an indicator for situation awareness after a take-over request, drivers needed about 12 to 15 seconds to form an understanding of the situation. Looking at the fast progression of driver fatigue during automated driving without secondary tasks, continuous supervision of automated driving is unrealistic. Instead, drivers should be provided with the opportunity to engage in controllable tasks, which allow the car to infer the driver state and which can be disabled by the cars systems in the event of a take-over situation. Additionally, the system should collect data about the drivers’ state previous to a take-over request to be able to plan the duration of the take-over accordingly. Future studies should take a closer look at different driver states during automated driving to be able to predict their impact on take-over behavior. Also, the formation of situation awareness after a take-over request should be the focus of further investigations to gain insights into inappropriate driver reactions after a take-over.
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Sich selbst organisierende Produktionsplanung und -steuerung

Krockert, Martin 07 February 2024 (has links)
In dieser Dissertation wird die Entwicklung eines selbstorganisierenden Produktionssystems untersucht, um die Herausforderungen in der Produktionsplanung und -steuerung, insbesondere bei Unsicherheiten, besser zu bewältigen. Die Arbeit analysiert zunächst die Grundlagen der Produktionsplanung und -steuerung, gefolgt von einer detaillierten Untersuchung des interdisziplinären Themas der Selbstorganisation. Basierend darauf wird ein Vorgehen zur Identifikation geeigneter Methoden der Selbstorganisation für eine bestimmte Problemstellung entwickelt und auf Produktionsplanung und -steuerung angewendet. Durch die Bewertung bestehender Referenzarchitekturen und deren Integration in ein Framework für selbstorganisierende Produktion, werden selbstorganisierende Verfahren mit etablierten Verfahren der Produktionsplanung und -steuerung verglichen. Die Arbeit zeigt die Überlegenheit der selbstorganisierenden Systeme bei der Planung unter Unsicherheit und liefert nachweislich Verbesserungen hinsichtlich der sekundären und tertiären Ziele der Produktion. Die Dissertation gliedert sich in acht Kapitel, die jeweils verschiedene Aspekte der Selbstorganisation, Produktionsplanung und -steuerung, sowie die Entwicklung und Evaluation eines selbstorganisierenden Produktionssystems behandeln. Die Ergebnisse dieser Arbeit haben das Potenzial, die Produktionsplanung und -steuerung unter Unsicherheit effektiver zu gestalten und somit eine bedeutende Verbesserung für die Industrie zu bieten.:1. Einleitung 18 1.1. Motivation zur Nutzung von Selbstorganisation in der Produktionsplanung und -steuerung 1.2. Forschungsfragen: Wie kann Selbstorganisation bei der Bewältigung der Aufgaben der PPS helfen? 1.3. Aufbau und Vorgehensweise dieser Arbeit 2. Produktionsplanung und -steuerung 2.1. Einführung in die Produktionsplanung und -steuerung 2.1.1. Planung 2.1.2. Produktion 2.1.3. Produktionsplanung und -steuerung 2.2. Ziele der Produktionsplanung und -steuerung 2.2.1. Primäre Ziele 2.2.2. Sekundäre Ziele 2.2.3. Tertiäre Ziele 2.3. Zentral organisierte Produktionsplanung und -steuerung 2.3.1. Aufbau der zentral organisierten Produktionsplanung und -steuerung 2.3.2. Ablauf der zentral organisierten Produktionsplanung 2.3.3. Ablauf der zentral organisierten Produktionssteuerung 2.4. Unsicherheit in der Produktionsplanung und -steuerung 2.5. Arten von Entscheidungsproblemen in der Produktionsplanung und -steuerung 3. Selbstorganisation 3.1. Selbstorganisation in komplexen Systemen 3.2. Sich selbst organisierenden Systemen zugeschriebene Eigenschaften 3.2.1. Offenheit des Systems 3.2.2. Emergenz des Systems 3.2.3. Nichtlinearität des Systems 3.2.4. Attraktoren im Zustandsraum des Systems 3.2.5. Indeterminismus des Systems 3.2.6. Pfadabhängigkeit des Systems 3.2.7. Autonomie der Elemente im System 3.2.8. Autopoiesis neuer Elemente im System 3.2.9. Anpassungsfähigkeit des Systems 3.3. Von statischen zu sich selbst organisierenden Systemen 4. Vorgehensweise zur Entwicklung eines sich selbst organisierenden Systems zur Produktionsplanung und -steuerung 4.1. Vorgehen zur Entwicklung sich selbst organisierender Systeme 4.2. Elemente eines sich selbst organisierenden Systems 4.3. Umwelteinflüsse und Interaktionsmuster sich selbst organisierender Systeme 4.3.1. Taxonomie der Interaktion zur Koordination 4.3.2. Interaktionsmuster zur Koordination sich selbst organisierender Systeme 4.3.3. Zuordnung von Interaktionsmustern zu Entscheidungsproblemen 4.4. Organisationsstrukturen von Systemen 4.5. Ungewollte Phänomene bei der Verwendung von Selbstorganisation 4.6. Anwendungsgebiete der Selbstorganisation in der Produktionsplanung und -steuerung 5. Referenzarchitekturen für sich selbst organisierende Systeme und für die Produktionsplanung und -steuerung 85 5.1. Anforderungen an eine sich selbst organisierende Produktionsplanung und -steuerung 5.2. Referenzarchitekturen für sich selbst organisierende Systeme 5.2.1. Autonomic Computing 5.2.2. Organic Computing 5.2.3. Multi-Agenten Systeme 5.2.4. Aktor-Modell 5.2.5. Warteschlangennetzwerke 5.3. Referenzarchitekturen für die Produktionsplanung und -steuerung 5.3.1. Product Ressource Order Straff Architecture 5.3.2. ISA-95 5.3.3. Reference Architecture Model for Industry 4.0 5.4. Herausforderungen der Überführung einer sich selbst organisierenden Produktion in die Realität 6. Architektur für eine sich selbst organisierte Produktion 105 6.1. MATE - Manufacturing on Actor Technology 6.2. Elemente der sich selbst organisierenden Produktionsplanung und -steuerung 108 6.3. Umwelteinflüsse auf die sich selbst organisierende Produktionsplanung und -steuerung 6.4. Organisation der Elemente 6.4.1. Koordination der sich selbst organisierenden Produktionsplanung und -steuerung 6.4.2. Verhalten bei der sich selbst organisierten Planung 6.4.3. Verhalten bei der sich selbst organisierten Produktionssteuerung 7. Evaluierung der sich selbst organisierenden Produktionsplanung und -steuerung 122 7.1. Ablauf der Evaluation der Produktionsplanung und -steuerung 7.2. Datenerhebung für verschiedene Produktionen 7.2.1. Möglichkeiten der Datenerhebung 7.2.2. Grundlegendes Vorgehen zur Testdatengenerierung 7.2.3. Strukturbeschreibende Kennzahlen der Produktion 7.3. Generierung der Daten für die Evaluierung der Produktionsplanung und - steuerung 7.3.1. Validierung der generierten Testdaten 7.3.2. Generierung der zu evaluierenden Produktion 7.4. Beschreibung der Ansätze zur zentralen und dezentralen Produktionsplanung und -steuerung zum Zweck des Vergleichs 7.4.1. Zentral organisiertes Planungssystem 7.4.2. Dezentral organisiertes Planungssystem mittels erschöpfender Zuteilung 7.5. Vergleich der Ansätze hinsichtlich der Ziele der Produktionsplanung und - steuerung 7.5.1. Effizienz 7.5.2. Termintreue der Kundenaufträge 7.5.3. Durchlaufzeit der Materialien 7.5.4. Auslastung der Produktionsressourcen 7.5.5. Lagerbelegung über die Zeit 7.5.6. Stabilität 7.5.7. Robustheit 7.5.8. Flexibilität 7.5.9. Anpassungsfähigkeit 7.5.10. Skalierbarkeit 7.6. Vergleich der Ansätze hinsichtlich verschiedener Eigenschaften der Produktion 8. Einordnung und Bewertung der Ergebnisse, Zusammenfassung und Ausblick 8.1. Einordnung der Eigenschaften der sich selbst organisierenden Produktionsplanung und -steuerung 8.2. Bewertung der Ergebnisse der Evaluation der sich selbst organisierenden Produktionsplanung und -steuerung 8.3. Zusammenfassung 8.4. Ausblick
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Netzintegration von Elektromobilität – Branchenübergreifender Konsens und Aufgaben für die 20. Legislaturperiode: AG 5 – Bericht

Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) 24 March 2023 (has links)
Aufgrund der steigenden Neuzulassungszahlen von batterieelektrischen Fahrzeugen und Plug-in-Hybriden, der neuen Zielsetzung von 14 Millionen E-Fahrzeugen im Jahr 2030 sowie der Weiterentwicklung der EU-Flottengrenzwerte wird der Ladeinfrastrukturbedarf in Deutschland in den kommenden Jahren weiter deutlich ansteigen. Die erfolgreiche Netzintegration von Elektromobilität in das Stromnetz stellt dafür eine zentrale Voraussetzung dar. Vor diesem Hintergrund hat die AG 5 der Nationalen Plattform Zukunft der Mobilität (NPM) gemeinsam mit Vertreter:innen der AG 1 und AG 6 das Thema der Netzintegration von privater Ladeinfrastruktur erneut diskutiert. Das Ziel des Berichts ist es, branchenübergreifende Konsenspunkte aufzuzeigen sowie Handlungsempfehlungen für die 20. Legislaturperiode zu erarbeiten. Im Fokus standen dabei insbesondere die Möglichkeiten zur präventiven netzdienlichen Steuerung von privater Ladeinfrastruktur. Die NPM kam zu dem Ergebnis, dass ein differenzierter Blick auf dieses Thema notwendig ist. Die Branchen sind sich einig, dass es bei einer präventiven netzdienlichen Steuerung wechselseitige Verantwortlichkeit je nach vorliegender Ampelphase gibt und dringend eine rechtliche Grundlage geschaffen werden muss, die sowohl die Verlässlichkeit und Planbarkeit gegenüber dem heutigen Status quo erhöht als auch technologischen Innovationen den notwendigen Spielraum bietet. Zur Realisierung der präventiven netzdienlichen Steuerung im Sinne des gemeinsamen, branchenübergreifenden Grundverständnisses müssen technische, rechtlich-finanzielle und prozessuale Fragen in der 20. Legislaturperiode geklärt werden. Neben den Ergebnissen zur präventiven netzdienlichen Steuerung empfiehlt die NPM für die 20. Legislaturperiode außerdem folgende Punkte: Zeitnaher Abschluss der technischen Arbeiten am Smart Meter Gateway (SMGW) und Steuerbox mit Fokus auf Funktionalität der Steuerbarkeit, Ermöglichung alternativer Lösungen zum SMGW für den Start-Zeitraum, welche die Anforderungen an die präventive netzdienliche Steuerung ohne SMGW erfüllen können. Die Fortsetzung und Aufstockung des Förderprogramms „Saubere Luft“ und des KfW-Förderprogramms sowie die mögliche Ergänzung um Energiemanagementsysteme. Die Stärkung des dreiphasigen AC-Ladens mit 11 kW. Die erneute Durchführung der Cleanroom-Gespräche. Die Umsetzung des BMWi-Konzepts zur verbesserten Informationsbereitstellung. Die Vereinfachung und Beschleunigung des Netzausbaus.:Kurzfassung Executive Summary 1 Einleitung und Motivation 2 Bisherige NPM-Empfehlungen zum Thema Netzintegration 3 Netzintegration - Herausforderung und Chance 3.1 Marktentwicklung – Treiber und Nutznießer der Netzintegration 3.2 Konsenspunkte zur präventiven netzdienlichen Steuerung 3.3 Offene Punkte: Umsetzungsfragen zur Klärung der präventiven netzdienlichen Steuerung 4 Empfehlungen für die nächste Legislaturperiode Abkürzungsverzeichnis Literaturverzeichnis Impressum / Due to the increasing number of new registrations of battery- electric and plug-in hybrid vehicles, the new target of 14 million electric vehicles in 2030 and the EU’s more stringent fleet emission targets, the need for charging infrastructure in Germany will continue to rise significantly over the next few years. One important condition in this context is the successful integration of electric mobility into the grid. In light of this, working group (WG) 5 of the National Platform Future of Mobility (NPM) has anew held discussions with representatives of WG 1 and WG 6 on the topic of grid integration of private charging infrastructure. The aim of the report is to demonstrate cross-sectoral points of consensus and to develop recommendations for action for the 20th parliamentary term. The report focussed above all on how private infrastructure can be managed in a pre-emptive and grid-friendly way. The NPM drew the conclusion that a nuanced approach is needed to address this topic. The different sectors agree that in the case of pre-emptive, grid-friendly management, there are mutual responsibilities depending on the current traffic light cycle, and that a legal basis needs to be created to not only increase reliability and calculability compared to the status quo today, but to give technological innovations the necessary scope for action. Technological, legal/financial and process-related questions need to be answered in the 20th parliament in order to implement pre-emptive, grid-friendly management in the sense of a shared, cross-sectoral fundamental understanding. On top of the results on pre-emptive, grid-friendly management, the NPM has issued the following recommendations for the 20th parliamentary term: Timely conclusion of technological works on the Smart Meter Gateway (SMGW) and control boxes, focussing on functionality and controllability. Enabling alternative solutions for SMGW during the initial period which can meet the requirements for pre-emptive, grid-friendly management without SMGW. Continuing and enhancing the support programme “Clean air” and the KfW subsidy programme and complementing them by energy management systems. Reinforcing three-phase AC charging at 11 kW. Recommencing cleanroom talks. Implementing the BMWi concept of improved information provision. Simplifying and accelerating grid expansion.:Kurzfassung Executive Summary 1 Einleitung und Motivation 2 Bisherige NPM-Empfehlungen zum Thema Netzintegration 3 Netzintegration - Herausforderung und Chance 3.1 Marktentwicklung – Treiber und Nutznießer der Netzintegration 3.2 Konsenspunkte zur präventiven netzdienlichen Steuerung 3.3 Offene Punkte: Umsetzungsfragen zur Klärung der präventiven netzdienlichen Steuerung 4 Empfehlungen für die nächste Legislaturperiode Abkürzungsverzeichnis Literaturverzeichnis Impressum
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Teststrategien für Software- und Hardwarekompatibilität in industriellen Steuerungen

Rothhaupt, Marcus 10 October 2023 (has links)
Massenanpassung, kleine Losgrößen, hohe Variabilität der Produkttypen und ein sich während des Lebenszyklus einer industriellen Anlage änderndes Produktportfolio sind aktuelle Trends der Industrie. Durch eine zunehmende Entkopplung der Entwicklung von Software- und Hardwarekomponenten im industriellen Kontext, entstehen immer häufiger Kompatibilitätsprobleme innerhalb von industriellen Steuerungen. In dieser Arbeit wird mittels Literaturrecherche und angewandter Forschung ein Strategiekonzept zur Kompatibilitätsprüfung hergeleitet und diskutiert. Dieses vierphasige Konzept ermittelt Inkompatibilitäten zwischen Software- und Hardwarekomponenten im Umfeld von industriellen Steuerungen und ermöglicht Testingenieuren das frühzeitige Erkennen von Problemen. Durch eine automatische Durchführung der Kompatibilitätsprüfung auf einem externen Industrie PC kann die Kompatibilitätsprüfung sowohl beim Aufspielen neuer Software auf die industrielle Steuerung als auch beim Neustart der Steuerung ablaufen. Somit werden Änderungen an den Komponenten stetig erkannt und Inkompatibilitäten vermieden. Weiterhin kann durch die frühzeitige Erkennung sichergestellt werden, dass eine Anlage dauerhaft lauffähig bleibt. Anhand einer Diskussion werden Mittel festgestellt, um die Robustheit und Anwendbarkeit des vorgestellten Konzeptes zusätzlich zu festigen.:1 Motivation 1 1.1 Aufgabenanalyse 3 1.1.1 Forschungsfragen und Teilaufgaben 3 1.1.2 Aufgabenkomplexe 4 1.1.3 Eingrenzung der Aufgabenstellung 5 1.1.4 Ziel der Arbeit 6 1.1.5 Festsetzung von Formulierungen 6 2 Einführung und Stand der Technik 7 2.1 VIBN von industriellen Anlagen 7 2.1.1 Teststrategien aus der VIBN 9 2.1.1.1 Model-in-the-Loop 9 2.1.1.2 Software-in-the-Loop 9 2.1.1.3 Hardware-in-the-Loop 10 2.1.1.4 Konklusion und Forschungsbestrebungen 11 2.2 CS in industriellen Anlagen 12 2.2.1 Sicherheitsziel 13 2.2.2 Teststrategien aus der CS 13 2.2.2.1 Signaturbasierte Erkennung 14 2.2.2.2 Anomaliebasierte Erkennung 14 2.2.2.3 Konklusion und Forschungsbestrebungen 16 2.3 Interoperabilität als Kompatibilitätsmaß 16 2.4 Testautomatisierung und Test Case Generierung 17 2.5 Allgemeine Softwareteststrategien 17 2.5.1 Modellbasiertes Testen 17 2.5.2 Funktionale Tests 18 2.6 Allgemeine Hardware Teststrategien 19 2.6.1 Modellbasiertes Testen 19 2.6.2 Manuelles Testen 19 2.7 Interoperabilität in industriellen Anlagen 20 2.7.1 Definitionen der Interoperabilität 20 2.7.2 Herausforderungen der Interoperabilität 22 2.7.3 Implementierung von Interoperabilität 22 2.7.3.1 Syntaktische Interoperabilität 23 2.7.3.2 Semantische Interoperabilität 23 2.7.4 Vertikale Integration 24 2.7.5 Horizontale Integration 25 3 Anforderungsanalyse 27 3.1 Adaption von Strategien der VIBN und CS 27 3.2 Anforderungen 28 3.2.1 Anforderungen an die Kompatibilitätsprüfung 28 3.2.2 Anforderungen an die Hardwarekomponenten 29 3.2.3 Anforderungen an die Softwarekomponenten 29 4 Konzept 30 4.1 Komponenten des Teststrategiekonzeptes 30 4.1.1 SPS Selbsttest 32 4.1.2 Export & Import des Soll-Zustandes 32 4.1.3 Ermittlung des Ist-Zustandes 35 4.1.4 Vergleich des Soll- & Ist-Zustandes 35 4.2 Fehlerdetektionstabellen 36 4.3 Reaktionen auf Inkompatibilitäten 38 5 Evaluation 39 5.1 Methodik und Evaluationskriterien 39 5.2 Anwendungsbeispiel 39 5.3 Referenzsystem für Evaluation 41 5.4 Durchführung Evaluation 41 5.5 Erfüllung der Anforderungen an die Kompatibilitätsprüfung 46 6 Diskussion 48 6.1 Beantwortung der Forschungsfragen 48 6.2 Diskussion zur Forschungsmethodik 48 6.3 Bewertung des Konzeptes 49 7 Zusammenfassung und Ausblick 50 7.1 Zusammenfassung 50 7.2 Ausblick und weitere Forschungsarbeit 51 Literaturverzeichnis 52 / Mass customization, small batch sizes, high variability of product types and a changing product portfolio during the life cycle of an industrial plant are current trends in the industry. Due to an increasing decoupling of the development of software and hardware components in an industrial context, compatibility problems within industrial control systems arise more and more frequently. In this thesis, a strategy concept for compatibility testing is derived and discussed by means of literature review and applied research. This 4-phased strategy concept identifies incompatibilities between software and hardware components in the industrial control environment and enables test engineers to detect problems at an early stage. By automating the compatibility test on an external I-PC, the test can be run both when new software is installed on the industrial controller and when the controller is restarted. Thus, changes to the components are constantly detected and incompatibilities are avoided. Furthermore, early incompatibility detection can ensure that a system remains permanently operational. Based on a discussion, additionally strategies are identified to consolidate the robustness and applicability of the presented concept.:1 Motivation 1 1.1 Aufgabenanalyse 3 1.1.1 Forschungsfragen und Teilaufgaben 3 1.1.2 Aufgabenkomplexe 4 1.1.3 Eingrenzung der Aufgabenstellung 5 1.1.4 Ziel der Arbeit 6 1.1.5 Festsetzung von Formulierungen 6 2 Einführung und Stand der Technik 7 2.1 VIBN von industriellen Anlagen 7 2.1.1 Teststrategien aus der VIBN 9 2.1.1.1 Model-in-the-Loop 9 2.1.1.2 Software-in-the-Loop 9 2.1.1.3 Hardware-in-the-Loop 10 2.1.1.4 Konklusion und Forschungsbestrebungen 11 2.2 CS in industriellen Anlagen 12 2.2.1 Sicherheitsziel 13 2.2.2 Teststrategien aus der CS 13 2.2.2.1 Signaturbasierte Erkennung 14 2.2.2.2 Anomaliebasierte Erkennung 14 2.2.2.3 Konklusion und Forschungsbestrebungen 16 2.3 Interoperabilität als Kompatibilitätsmaß 16 2.4 Testautomatisierung und Test Case Generierung 17 2.5 Allgemeine Softwareteststrategien 17 2.5.1 Modellbasiertes Testen 17 2.5.2 Funktionale Tests 18 2.6 Allgemeine Hardware Teststrategien 19 2.6.1 Modellbasiertes Testen 19 2.6.2 Manuelles Testen 19 2.7 Interoperabilität in industriellen Anlagen 20 2.7.1 Definitionen der Interoperabilität 20 2.7.2 Herausforderungen der Interoperabilität 22 2.7.3 Implementierung von Interoperabilität 22 2.7.3.1 Syntaktische Interoperabilität 23 2.7.3.2 Semantische Interoperabilität 23 2.7.4 Vertikale Integration 24 2.7.5 Horizontale Integration 25 3 Anforderungsanalyse 27 3.1 Adaption von Strategien der VIBN und CS 27 3.2 Anforderungen 28 3.2.1 Anforderungen an die Kompatibilitätsprüfung 28 3.2.2 Anforderungen an die Hardwarekomponenten 29 3.2.3 Anforderungen an die Softwarekomponenten 29 4 Konzept 30 4.1 Komponenten des Teststrategiekonzeptes 30 4.1.1 SPS Selbsttest 32 4.1.2 Export & Import des Soll-Zustandes 32 4.1.3 Ermittlung des Ist-Zustandes 35 4.1.4 Vergleich des Soll- & Ist-Zustandes 35 4.2 Fehlerdetektionstabellen 36 4.3 Reaktionen auf Inkompatibilitäten 38 5 Evaluation 39 5.1 Methodik und Evaluationskriterien 39 5.2 Anwendungsbeispiel 39 5.3 Referenzsystem für Evaluation 41 5.4 Durchführung Evaluation 41 5.5 Erfüllung der Anforderungen an die Kompatibilitätsprüfung 46 6 Diskussion 48 6.1 Beantwortung der Forschungsfragen 48 6.2 Diskussion zur Forschungsmethodik 48 6.3 Bewertung des Konzeptes 49 7 Zusammenfassung und Ausblick 50 7.1 Zusammenfassung 50 7.2 Ausblick und weitere Forschungsarbeit 51 Literaturverzeichnis 52
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Interplay of excitation transport and atomic motion in flexible Rydberg aggregates

Leonhardt, Karsten 24 November 2016 (has links) (PDF)
Strong resonant dipole-dipole interactions in flexible Rydberg aggregates enable the formation of excitons, many-body states which collectively share excitation between atoms. Exciting the most energetic exciton of a linear Rydberg chain whose outer two atoms on one end are closely spaced causes the initiation of an exciton pulse for which electronic excitation and diatomic proximity propagate directed through the chain. The emerging transport of excitation is largely adiabatic and is enabled by the interplay between atomic motion and dynamical variation of the exciton. Here, we demonstrate the coherent splitting of such pulses into two modes, which induce strongly different atomic motion, leading to clear signatures of nonadiabatic effects in atomic density profiles. The mechanism exploits local nonadiabatic effects at a conical intersection, turning them from a decoherence source into an asset. The conical intersection is a consequence of the exciton pulses moving along a linear Rydberg chain and approaching an additional linear, perpendicularly aligned Rydberg chain. The intersection provides a sensitive knob controlling the propagation direction and coherence properties of exciton pulses. We demonstrate that this scenario can be exploited as an exciton switch, controlling direction and coherence properties of the joint pulse on the second of the chains. Initially, we demonstrate the pulse splitting on planar aggregates with atomic motion one-dimensionally constrained and employing isotropic interactions. Subsequently, we confirm the splitting mechanism for a fully realistic scenario in which all spatial restrictions are removed and the full anisotropy of the dipole-dipole interactions is taken into account. Our results enable the experimental observation of non-adiabatic electronic dynamics and entanglement transport with Rydberg atoms. The conical intersection crossings are clearly evident, both in atomic mean position information and excited state spectra of the Rydberg system. This suggests flexible Rydberg aggregates as a test-bench for quantum chemical effects in experiments on much inflated length scales. The fundamental ideas discussed here have general implications for excitons on a dynamic network.
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Lehrpläne als Steuerungsinstrument im Schulsystem

Adolph, Andree 27 March 2015 (has links) (PDF)
In dieser Untersuchung möchte der Verfasser mit den Schwerpunktsetzungen auf Lehrpläne, Lehrplanentwicklung und Lehrplanwirkungen einen Beitrag zum Forschungsgebiet der bildungspolitischen Steuerung von Schulsystemen leisten. Mit Hilfe quantitativer (Lehrerbefragung) und qualitativer (Experten-Interviews) Forschungsmethoden werden Akzeptanz und Wirkungen von Lehrplänen untersucht. In diesem Sinne steht das Vorhaben in der breiten Tradition der Curriculumforschung mit der Erforschung empirischer Zusammenhänge zwischen Curriculum, Gesellschaft und Schule. Die lehrplantheoretischen Betrachtungen dieser Untersuchung knüpfen einerseits an die westdeutsche Curriculumbewegung bzw. -forschung der 70er Jahre an, die in einer Revision des Curriculums oder der sog. Curriculumentwicklung ein zentrales Mittel der Bildungsreform sah, die jedoch in der Folgezeit dann eher pragmatischen Ansätzen der Lehrplanarbeit wich. Andererseits werden auch Verbindungen und Traditionslinien zu den in der DDR gültigen Auffassungen über Funktion und Gestaltung der Lehrpläne gezogen. Neben dieser historischen Perspektivsetzung wird des Weiteren die gegenwärtige „Governance“-Debatte aufgegriffen, die Ansätze und Instrumente der bildungspolitischen Steuerung nach dem sog. „PISA-Schock“ zu systematisieren sucht und sich dabei auf die Fragen fokussiert, ob und in welcher Weise ein komplexes staatliches Schulsystem „gesteuert“ werden kann. Dabei werden durch vergleichende Betrachtungen mit anderen Bundesländern auch generalisierende Aussagen zur Steuerkraft von Lehrplänen im Hinblick auf den Governance-Ansatz diskutiert. Schlussfolgernd sollen im Ergebnis der Arbeit Aussagen zur Sinnhaftigkeit bzw. Weiterentwicklung von Lehrplänen als Steuerungsinstrument im Schulsystem getroffen werden. Diese Aussagen betreffen im weitesten Sinne Grundfragen der sog. Curriculumplanung, also die Ebenen der Erstellung, Begründung und Realisierung als auch die Ziele und Möglichkeiten der Implementierung von Lehrplänen.
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Lehrpläne als Steuerungsinstrument im Schulsystem: Eine Untersuchung zu Akzeptanz und Wirkungen von Lehrplänen allgemeinbildender Schulen

Adolph, Andree 23 January 2015 (has links)
In dieser Untersuchung möchte der Verfasser mit den Schwerpunktsetzungen auf Lehrpläne, Lehrplanentwicklung und Lehrplanwirkungen einen Beitrag zum Forschungsgebiet der bildungspolitischen Steuerung von Schulsystemen leisten. Mit Hilfe quantitativer (Lehrerbefragung) und qualitativer (Experten-Interviews) Forschungsmethoden werden Akzeptanz und Wirkungen von Lehrplänen untersucht. In diesem Sinne steht das Vorhaben in der breiten Tradition der Curriculumforschung mit der Erforschung empirischer Zusammenhänge zwischen Curriculum, Gesellschaft und Schule. Die lehrplantheoretischen Betrachtungen dieser Untersuchung knüpfen einerseits an die westdeutsche Curriculumbewegung bzw. -forschung der 70er Jahre an, die in einer Revision des Curriculums oder der sog. Curriculumentwicklung ein zentrales Mittel der Bildungsreform sah, die jedoch in der Folgezeit dann eher pragmatischen Ansätzen der Lehrplanarbeit wich. Andererseits werden auch Verbindungen und Traditionslinien zu den in der DDR gültigen Auffassungen über Funktion und Gestaltung der Lehrpläne gezogen. Neben dieser historischen Perspektivsetzung wird des Weiteren die gegenwärtige „Governance“-Debatte aufgegriffen, die Ansätze und Instrumente der bildungspolitischen Steuerung nach dem sog. „PISA-Schock“ zu systematisieren sucht und sich dabei auf die Fragen fokussiert, ob und in welcher Weise ein komplexes staatliches Schulsystem „gesteuert“ werden kann. Dabei werden durch vergleichende Betrachtungen mit anderen Bundesländern auch generalisierende Aussagen zur Steuerkraft von Lehrplänen im Hinblick auf den Governance-Ansatz diskutiert. Schlussfolgernd sollen im Ergebnis der Arbeit Aussagen zur Sinnhaftigkeit bzw. Weiterentwicklung von Lehrplänen als Steuerungsinstrument im Schulsystem getroffen werden. Diese Aussagen betreffen im weitesten Sinne Grundfragen der sog. Curriculumplanung, also die Ebenen der Erstellung, Begründung und Realisierung als auch die Ziele und Möglichkeiten der Implementierung von Lehrplänen.:Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 Einleitung 1.1 Ziele der Untersuchung 1.2 Begründung des Forschungsvorhabens 1.3 Aufbau und Gliederung der Untersuchung 2 Theoretische Grundlagen und aktuelle Positionen zu Steuerungsinstrumenten und Lehrplänen 2.1 Begriffsbestimmungen: Lehrplan, Bildungsplan, Curriculum 2.2 Zum Problem der staatlichen Steuerung von Schulsystemen 2.3 Lehrpläne und Lehrplanreformen als Steuerungsinstrument von Schulsystemen 2.4 Ergebnisse der Curriculum- und Lehrplanforschung 2.4.1 Historische Perspektiven 2.4.2 Jüngere Forschungsbefunde 2.5 Lehrpläne im Kontext von Bildungsstandards und Kompetenztests 2.6 Lehrpläne im Hinblick auf Schulautonomie und neue Schularten 2.7 Lehrpläne in Konkurrenz zu Schulmedien 2.8 Lehrpläne und Governance 2.9 Bedeutung und Zukunft der Lehrpläne in den deutschen Bundesländern 3 Hypothesenbildung 4 Methodische Vorgehensweise der Untersuchung 4.1 Anlage und Instrumente der Untersuchung 4.2 Schriftliche Lehrerbefragung 4.2.1 Entwicklung und Gestaltung des Fragebogens 4.2.2 Stichprobenkonstruktion 4.2.3 Durchführung der Befragung 4.3 Qualitative Expertengespräche 4.4 Chancen und Grenzen des Forschungsansatzes 5 Zentrale Befunde der Untersuchung 5.1 Ergebnisse der Lehrerbefragung 5.1.1 Rücklauf der Fragebögen und Stichprobenverteilung 5.1.2 Grundorientierungen der Lehrkräfte bei der Lehrplannutzung 5.1.3 Nutzungsverhalten der Lehrkräfte 5.1.4 Erwartungen an Lehrpläne 5.1.5 Bedeutung und Zukunft von Lehrplänen aus Sicht der Lehrkräfte 5.2 Ergebnisse der Expertengespräche 6 Zusammenfassung der Ergebnisse und Konsequenzen für künftige Lehrplanvorhaben 7 Anhang Auszüge aus den Antwortschreiben der Kultusministerien auf den Kurzfragebogen Lehrerbefragungsbogen Leitfaden für das Expertengespräch mit Fachberatern Grafische Darstellungen zur Verteilung der Befragungsstichprobe Tabellarische Darstellung statistischer Auswertungen Grafische Darstellungen zu Aspekten des Nutzungsverhaltens Statistische Daten der Clusteranalysen Antworten der Befragten auf die offene Fragestellung 8 Literaturverzeichnis Summary
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Beiträge zur Steuerung und Regelung von mehrvariablen linearen zeitinvarianten Systemen in polynomialer Darstellung

Lindert, Sven-Olaf 09 October 2009 (has links)
In dieser Arbeit werden lineare zeitinvariante endlichdimensionale Systeme (LTI-Systeme) mit m > 1 Eingängen und p > 1 Ausgängen untersucht (MIMO-Systeme). Diese lassen sich darstellen durch lineare Gleichungen mit Matrizen, deren Einträge Polynome im Ableitungsoperator d/dt sind. Bei Nutzung der Laplace-Transformation handelt es sich um Polynome in s. Algebraisch bilden diese einen Euklidischen Ring. Durch Überführung der Matrizen in die Hermitesche Normalform werden m Basisgrößen definiert. Die Verläufe oder Trajektorien der Basisgrößen lassen sich frei vorgegeben. Damit werden die Trajektorien sämtlicher übrigen Signale, insbesondere die der erforderlichen Eingangssignale, festgelegt und können ohne Integration berechnet werden. Ein linksteilerfremdes (auch steuerbar genanntes) Modell ist dabei nicht zwingend erforderlich. Damit eignen sich die Basisgrößen besonders zur Planung von Trajektorien. Genauer untersucht wird die Planung mit Polynomen in der Zeit als Ansatzfunktionen und die Planung von Trajektorien, die ein quadratisches Kostenfunktional minimieren. In der technischen Praxis werden die Systeme stets von den geplanten Trajektorien abweichen. Insbesondere bei instabilen Regelstrecken ist deshalb ein stabilisierender Folgeregler unentbehrlich. Die Struktur der Folgeregelung wird eingeführt und es wird deutlich gemacht, dass jede Methode zum Entwurf linearer Regler angewendet werden kann. Die Nullstellenzuweisung durch dynamische Ausgangsrückführung mit Reglern vorgegebener möglichst geringer dynamischer Ordnung wird detailliert untersucht und eine neue Lösungsmöglichkeit aufgezeigt. Durch Nutzung der modifizierten z-Transformation lässt sich die Theorie auf ein hybrides System, bestehend aus einer zeitkontinuierlichen Regelstrecke und einer zeitdiskreten digitalen Steuerung und Regelung, ausdehnen. Dabei werden die Verläufe der Signale zwischen den Abtastzeitpunkten in die Planung einbezogen. Zum Schluss werden die linearen Beobachter im Licht der polynomialen Matrizendarstellung neu untersucht. Es wird gezeigt, dass die polynomiale Matrizendarstellung einen theoretischen Rahmen bietet, in dem sich sämtliche linearen Beobachter mit einer Methode entwerfen lassen. - (Die Dissertation ist veröffentlicht in der Reihe Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 8 - Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, Band 1164 im VDI Verlag GmbH, Düsseldorf, ISBN 978-3-18-516408-8) / In this thesis linear time invariant lumped systems (LTI-systems) with m>1 inputs and p > 1 outputs (MIMO-systems) are investigated. These systems can be represented by linear equations with matrices, whose entries are polynomials in the differential operator d/dt. If Laplace-transform is employed, the polynomials are in s. Algebraically polynomials form a Euclidean ring. The conversion of the matrices to the Hermite form leads to defining m basic variables. The trajectories of the basis variables may be chosen arbitrarily. With that choice the trajectories of all remaining variables and especially the input variables are determined and can be calculated without integration. A left coprime (also called controllable) model is not required. Hence basis variables are particularly useful for planning trajectories. Special attention is paid to planning trajectories with polynomials in time as basic functions and planning trajectories which minimise a quadratic functional of costs. In engineering practice the systems will always differ from the planed trajectories. Especially with unstable plants a stabilising tracking controller is compulsory. The structure of the tracking control is introduced. It becomes apparent that every linear theory for the design of closed loop controllers is suitable. Pole assignment by dynamic output feedback with low order controllers of a fixed structure is looked at in more detail. A new approach to this problem is presented. Using the modified z-transform the theory is extended to hybrid systems consisting of a digital or discrete time controller and a plant in continuous time. Thereby the course of the signals between the sampling moments is taken into account. Finally linear observers are reinvestigated using the polynomial matrix representation. It is shown that the polynomial matrix representation provides a theoretical framework in which all linear observers can be designed.
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Pflegekonferenzen als geeignetes Instrument zur Optimierung des deutschen Pflegemarktes? : Steuerungspotential lokaler Politiknetzwerke im Rahmen von Wohlfahrtsmärkten / Care conferences as suitable means for strengthening the governance of the German long-term care market? : Governance potential of local policy networks within the limits of welfare markets

Schnitger, Moritz January 2011 (has links)
Lokale Politiknetzwerke werden sowohl in der öffentlichen Sozialstaatsdebatte als auch in der sozialwissenschaftlichen Forschung als vielversprechende Instrumente zur Optimierung von Wohlfahrtsmärkten propagiert. So auch in der Diskussion um den deutschen Pflegemarkt und seine Steuerungsdefizite. Im Gegensatz zu den mit dem Steuerungsinstrument Pflegekonferenz verknüpften Erwartungen, sind dessen genaues Steuerungspotential und mögliche Erklärungsfaktoren bisher jedoch nicht systematisch untersucht worden. Den methodologischen Kern dieser Arbeit bilden eine strukturelle Politikfeldanalyse des deutschen Pflegemarktes in Kombination mit einer empirischen Einzelfallstudie zu den Steuerungsleistungen einer Pflegekonferenz. Grundlage ist ein spezifisches Analyseraster auf Basis des akteurzentrierten Institutionalismus, welches die Aufmerksamkeit in der Analyse der Erklärungsfaktoren auf die Kombination der Koordinationsinstrumente Markt und Netzwerk sowie die Ausgestaltung des institutionellen Rahmens durch Gesetzgebung und Selbstverwaltung lenken soll. Im Rahmen der empirischen Erhebung konnten kaum direkte und nur wenige indirekte Steuerungsleistungen nachgewiesen werden. Als Ergebnis der Analyse lässt sich festhalten, dass lokale Politiknetzwerke im Umfeld des deutschen Pflegemarktes grundsätzlich mit erheblichen Herausforderungen hinsichtlich ihrer Steuerungsfunktion zu kämpfen haben. Dies lässt sich zum einen darauf zurückführen, dass ein gemeinsames Steuerungsinteresse der Akteure nur in wenigen Bereichen vorhanden ist, da die Grundbedingung der Interdependenz selten gegeben ist und auch nur sehr eingeschränkt innerhalb von Pflegekonferenzen entwickelt werden kann. Zum anderen sind die steuerungsrelevanten Handlungsressourcen oftmals lokal nicht verfügbar, wodurch erschwerend die Steuerungsmöglichkeiten eingeschränkt werden. Je nach Steuerungsbereich sind diese Faktoren jedoch verschieden ausgeprägt, sodass sich unterschiedliche Steuerungspotentiale ergeben. / In the public and scientific welfare state debate local policy-networks are propagated as suitable means for strengthening the governance of welfare markets. The same applies to the debate on the German long-term care market and its deficiencies. In contrast to its prominence in the discussion, neither the governance-potential of so-called “care conferences” nor its explaining factors have thus far been systematically analyzed. At the heart of this thesis lies a structural policy-analysis in combination with an empirical single-case study, whereby the institutional design of the German long-term care market is used to explain the performance of a best-practice care conference. An analytical framework based on the actor-centered institutionalism serves as a basis for the analysis. Attention is thus focused on the combination of market and network modes of coordination as well as on the design of the institutional framework of the policy field through legislation and self-government. The evaluation of the care conference showed hardly any direct network-governance and only few indirect governance-results. In the course of the analysis this could be explained by a lack of common interest in collective governance, as the precondition of interdependence between the network-actors is often lacking and difficult to develop within the conferences. Furthermore the collective capability to govern local long-term care markets is in many cases limited, as the necessary institutional resources are seldom locally available. Depending on the area of governance, the influence of both factors varies so that care conferences offer differing governance-potentials. In conclusion care conferences struggle with their governance-function, since the institutional framework and the market leave little room for local network-governance.

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