5. Fachkolloquium der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Technische Logistik (WGTL) : Technische Universität Ilmenau, 1. - 2. Oktober 2009. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - XI, 388 S.Literaturangaben
Skalierbare agentenbasierte Simulation : Werkzeuge und Techniken zur verteilten Ausführung agentenbasierter Modelle. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - XV, 327 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2009
Simulation stellt eine Analysemethode für viele Anwendungsbereiche zur Verfügung. Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht eine spezielle Simulationsmethode - die Agentenbasierte Simulation (ABS). Im Rahmen der ABS werden Modelle betrachtet, die sich aus Agenten zusammensetzen. Agenten sind in der Lage, ihre Umgebung wahrzunehmen und unter Rückgriff auf lokal hinterlegtes Wissen, Schlüsse über ihre Wahrnehmungen ziehen. Darauf aufbauend wählt ein Agent Aktionen aus, mit denen er seine Umwelt gezielt verändern kann. Neben ihrer Autonomie sind Software-Agenten häufig durch soziale Eigenschaften charakterisiert und der Fähigkeit benachbarte Systeme zu erkennen und mit diesen zu kommunizieren. Agentenbasierte Simulation erlaubt es, das Verhalten komplexer Systeme sowie emergente Phänomene zu studieren. Die Komplexität der mittels Agententechnologie zu lösenden Problemstellungen und die Größe der zu simulierenden Modelle nehmen stetig zu. Auf der anderen Seite wird der Entwicklung von Werkzeugen zur effizienten Durchführung von agentenbasierten Simulationsexperimenten bisher vergleichsweise wenig Beachtung geschenkt. Die verteilte Simulation versucht, unabhängige Ereignisse nebenläufig auszuführen, um so die Simulationsexperimente zu beschleunigen und die Effizienz zu verbessern. Die Ansätze der verteilten Simulation sind jedoch vielfältig. Die Auswahl des richtigen Verfahrens fällt schwer. Die vorliegende Dissertation diskutiert Strategien zur Parallelisierung agentenbasierter Simulation. Ziel der Arbeit ist es, Chancen und Risiken die durch die Verteilung von Agentenmodellen entstehen näher zu untersuchen. Insbesondere werden Möglichkeiten sowie Grenzen der Skalierung dieser Anwendungsklasse analysiert. Hierfür wird zunächst der Begriff der Skalierbarkeit eingeführt. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, Aussagen über die Effizienz eines verteilten Systems zu treffen. Die Entwicklung und Erprobung neuer sowie die Untersuchung bestehender Verfahren für die verteilte Simulation und deren Übertragung auf den Bereich der agentenbasierten Simulation bilden weitere Schwerpunkte der Arbeit.
Output feedback control and robustness in the gap metric. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - 254 S. : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
ISBN 978-3-939473-60-2
Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=13790
Die vorgelegte Arbeit behandelt den Entwurf und die Robustheit von drei verschiedenen Regelstrategien für lineare Differentialgleichungssysteme mit mehrdimensionalen Ein- und Ausgangssignalen (MIMO): Stabilisierung durch Ausgangs-Ableitungs-Rückführung, Lambda-tracking und Funnel-Regelung. Damit diese Regler bei der Anwendung auf ein lineares System die gewünschten Stabilisierung/Regelung erbringen, ist eine explizite Kenntnis der Systemmatrizen nicht notwendig. Es müssen nur strukturelle Eigenschaften des Systems bekannt sein: der Relativgrad, dass das System minimalphasig ist, und dass die sogenannte "high-frequency gain" Matrix positiv definit ist. Diese stukturellen Eigenschaften werden für MIMO-Systeme in den ersten Kapiteln der Arbeit ausführlich behandelt. Für MIMO-Systeme mit nicht striktem Relativgrad wird eine Normalform hergeleitet, die die gleichen Eigenschaften wie die bekannte Normalform für SISO-Systeme oder MIMO-Systeme mit striktem Relativgrad aufweist. Die Normalform sowie Minimalphasigkeit und Positivität der "high-frequency gain" Matrix bilden die Grundlage dafür, dass die oben genannten Regelstrategien Systeme mit diesen Eigenschaften im jeweiligen Sinn stabilisieren. Robustheit bzw. robuste Stabilisierung beschreibt folgendes Prinzip: falls ein geschlossener Kreis aus einem linearen System und einem Regler in gewissem Sinne stabil ist und die Gap-Metrik (der Abstand) zwischen dem im geschlossenen Kreis betrachteten System und einem anderen "neuen" System hinreichend klein ist, so ist der geschlossene Kreis aus dem "neuen" System und dem gleichen Regler wieder stabil. Die gleiche Aussage stimmt auch für den Fall, dass man den Regler und nicht das System austauscht. - Für Ausgangs-Ableitungs-Rückführung wird gezeigt, dass, falls diese ein System stabilisiert, die auftretenden Ableitungen des Ausgangs durch Euler-Approximationen der Ableitungen ersetzt werden können, falls diese hinreichend genau sind. Für Lambda-tracking und Funnel-Regelung wird gezeigt, dass beide Regler auch für die Stabilisierung linearer Systeme verwendet werden können, die einen geringen Abstand zu einem System haben, dass die o.g. Voraussetzungen erfüllt, selbst diese Voraussetzungen aber nicht erfüllen.
Distributional differential algebraic equations. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - 189 S. : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
ISBN 978-3-939473-57-2
Literaturverz. S. 173 - 179
Lineare implizite Differentialgleichungen der Form Ex'=Ax+f werden untersucht. Da die Matrix E nicht als invertierbar angenommen wird, enthält das Gleichungssystem neben den Differentialgleichungen auch algebraische Gleichungen. Deshalb werden diese Gleichungen differential-algebraische Gleichungen (differential algebraic equations, DAEs) genannt. Ein wesentliches Ziel der Dissertation ist es, Distributionen (oder verallgemeinerte Funktionen) als Lösungen zuzulassen und gleichzeitig soll es möglich sein, zeitvariante DAEs zu untersuchen, deren Koeffizientenmatrizen Sprünge haben können. Dazu wird zunächst ein geeigneter Lösungsraum hergeleitet. Insbesondere ist es mit diesem Lösungsraum möglich, die wichtige Klasse der geschalteten DAEs (switched DAEs) zu untersuchen. Als Lösungsraum wird der Raum der stückweise glatten Distributionen (piecewise-smooth distributions) eingeführt. Für diesen Raum ist es möglich, eine Multiplikation zu definieren, so dass auch DAEs betrachtet werden können, deren Koeffizienten ebenfalls distributionelle Einträge haben. Eine distributionelle DAE ist eine Gleichung der Form Ex'=Ax+f, bei der die Matrizen E und A stückweise glatte Distributionen als Einträge enthalten und die Lösungen x sowie die Inhomogenitäten f ebenfalls stückweise glatte Distributionen sind. Für distributionelle DAEs wird die Existenz und Eindeutigkeit von Lösungen untersucht, dazu wird das Konzept der Regularität für distributionelle DAEs eingeführt. Es werden notwendige und hinreichende Bedingungen für die Existenz und Eindeutigkeit von Lösungen hergeleitet. Als Spezialfälle werden die beiden Gleichungen x'=Ax+f (so genannte distributionelle ODEs) und Nx'=x+f (so genannte reine distributionelle DAEs) untersucht, für die explizite Lösungsformeln angegeben werden können. Geschaltete DAEs sind distributionelle DAEs mit stückweise konstanten Koeffizientenmatrizen. Es werden hinreichende Bedingung hergeleitet, die sicherstellen, dass die Lösungen von geschalteten DAEs keine Impulse enthalten. Weiterhin wird untersucht, unter welchen Bedingungen das beliebige Schalten zwischen stabilen Teilsystemen zu einem stabilen Gesamtsystem führt.Schließlich werden Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit für distributionelle DAEs untersucht. Hierbei wird berücksichtigt, dass das Eingangssignal Impulse enthalten kann und damit theoretisch eine "instantane" Steuerung möglich ist. Für eine DAE der Form N'=x+bu, y=cx, mit Konstanten, nilpotenten N sowie konstanten Vektoren b und c wird eine Normalform angegeben, die eine einfache Charakterisierung der Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit ermöglicht.
Nasschemische Herstellung und Eigenschaften verlustarmer Mangan-Zink-Ferrite für Hochfrequenzanwendungen. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - XIV, 230 S.. - (Werkstofftechnik aktuell ; 1) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
ISBN 978-3-939473-53-4
Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=13022
Im Zuge des Miniaturisierungstrends elektronischer Bauelemente sind höhere Arbeitsfrequenzen gefordert, wobei die Bauteile das gleiche Niveau der Energieübertragung besitzen sollen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden neue Mangan-Zink-Ferritmaterialien mit geringer Verlustleistung bei hohen Arbeitsfrequenzen benötigt. Mangan-Zink-Ferrite sind weichmagnetische Materialien, die zur verlustarmen Leistungsübertragung, z.B. in den Schaltungsnetzteilen eingesetzt werden. Es gibt drei Beiträge zum Gesamtleistungsabfall: Hysterese- (PH), Wirbelstrom- (PE) und Restverluste (PR), wobei die beiden letztgenannten die dominierenden Verlustbeiträge bei hohen Arbeitsfrequenzen (> 500 kHz) sind. In dieser Arbeit wird das Potenzial von Mangan-Zink-Ferritnanopulvern für die Herstellung verlustleistungsarmer Ferrite erforscht. Dafür werden nanoskalige Ferritpulver mit Hilfe nasschemischer Präparationsverfahren synthetisiert. Der Einfluss von oxidischen Dotierungen und des Sinterprozesses auf die Verlustleistungseigenschaften sind ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen dieser Arbeit.
Hochtemperaturstabile Mikroheizer für miniaturisierte Sensorsysteme. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - XVII, 164 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2008
In den vergangenen Jahren wurden von Mikroheizern für die Gassensorik, aber auch für thermische Infrarotquellen zunehmend höhere Betriebstemperaturen gefordert. Bei Temperaturen von über 600 ˚C stoßen die bisher verwendeten Heizermaterialien jedoch an ihre Leistungsgrenzen. Ziel dieser Doktorarbeit war es daher, alternative Materialien und Technologien zu erforschen, welche einen langzeitstabilen Betrieb dieser Mikrosysteme auch bei Temperaturen von 800 ˚C und mehr ermöglichen. Als repräsentative Hochtemperaturanwendung wurden thermische IR-Emitter mit unterschiedlichen Heizermetallisierungen mikromechanisch aus Silizium und Siliziumkarbid hergestellt und auf ihre Eigenschaften hin untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse führten schließlich zur Entwicklung einer hochtemperaturfähigen Heizermetallisierung aus Antimondotiertem Zinnoxid (SnO2:Sb), welche einen permanenten Betrieb bei Temperaturen von bis zu 950 ˚C über einen Zeitraum von mindestens 10 Jahren ermöglicht. Diese Tatsache eröffnet der Mikrosystemtechnik ein weites Feld neuer Anwendungsgebiete im Hochtemperaturbereich.
Entwurf miniaturisierter Antennengruppen. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - XIX, 197, XXVIII S. : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2008
ISBN 978-3-939473-52-7
Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=12714
Die hier präsentierte Arbeit beschreibt Entwurfsaspekte kompakter Antennengruppen. Die Begriffe kompakte oder miniaturisierte Antennengruppen stehen dabei als Synonyme für Antennengruppen mit einem Elementeabstand, der kleiner als der herkömmliche lambda/2-Abstand ist. Der Schwerpunkt der Ausarbeitung liegt in der Verbesserung der Diversitätseigenschaften von Antennengruppen zur besseren Ausnutzung des Frequenzspektrums. Hierzu wird diskutiert, welche theoretischen und praktischen Grenzen die Miniaturisierung von Antennengruppen limitieren. Das physikalische Phänomen der Superdirektivität, das für eine starke Verkopplung eng benachbarter Antennenlemente verantwortlich ist, wird beschrieben. Eine Analyse der physikalischen Grenzen anhand theoretischer Multipolfelder deckt auf, dass für sehr kleine Antennengruppen sechs orthogonale Strahlungsmoden aufgrund von Polarisationsfreiheitsgraden existieren. Dementsprechend kann die Nutzung der Polarisationsfreiheitsgrade zur Verbesserung der Eigenschaften kompakter Antennengruppen beitragen. Als optimale Beschreibungsgrößen miniaturisierter Antennengruppen werden die Gesamteffizienzen ihrer Eigenmoden identifiziert. Die Eigenmoden können als orthogonale Funktionsbasis der Antennengruppe verstanden werden. Anhand realisierter Beispiele wird gezeigt, dass sich die Anpassung und die Güte der Eigenmoden als Optimierungsgrößen kompakter Antennengruppen eigenen. Der nächste Untersuchungsgegenstand ist die Verwendung von Anpass- und Entkoppelnetzwerken zur Vermeidung von Reflextionsverlusten. Eine allgemeingültige Entwurfsmethode für Anpass- und Entkoppelnetzwerke erlaubt die Ausnutzung aller Freiheitsgrade im Entwurf und die Berücksichtigung von auftretenden Netzwerkverlusten. Erstmals ermöglicht eine Orthogonalisierung gewünschter Richtcharakteristiken deren näherungsweise Realisierung. Zur praktischen Umsetzung der Anpass- und Entkoppelnetzwerke werden Methoden vorgestellt, die die Reduktion der Netzwerkkomplexität, die Bestimmung und Optimierung der Toleranzen der Netzwerkelemente und eine geeignete Auswahl verschiedener Realisierungsarten der Netzwerkelemente gestatten. Anhand zahlreicher realisierter Antennensysteme wird eine praktische Erhöhung des Diversitätsgewinnes von zwei bis drei Dezibel durch die Anpassung nachgewiesen. Eine weitere in dieser Arbeit behandelte Fragestellung befasst sich mit den Vor- und Nachteilen verschiedener Netzwerkrealisierungen. Hierbei wird gezeigt, dass es theoretisch unbedeutend ist, welche orthogonale Basis von Richtcharakteristiken für den Netzwerkentwurf verwendet wird. Bei der praktischen Umsetzung der Netzwerke ist allerdings auf eine hohe Effizienz und möglichst minimale parasitäre Energiespeicher zu achten.
Robert Döpel und sein Modell der globalen Erwärmung : eine frühe Warnung - und die Aktualisierung. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - 82 S.Literaturverz. S. 73 - 82
Eine geophysikalische Grenze der anthropogenen Abwärmeproduktion für kommende Jahrhunderte wurde bereits 1973 von R. Döpel (1895-1982) aufgezeigt. Sein bestechend einfaches Modell der globalen Erwärmung bei exponentiellem Wachstum der industriellen Energieerzeugung, das den anthropogenen Treibhauseffekt nicht berücksichtigt, wird hier historisch eingeordnet und aktualisiert. Die Resultate werden den vom UN-Klimarat 2007 vorgestellten Projektionen zum Kohlendioxideinfl uss bis zum Jahr 3000 gegenübergestellt, die ihrerseits die anthropogene Abwärme nicht beachteten. Nicht nur als der Experimentalphysiker, der zusammen mit dem Theoretiker Werner Heisenberg zuerst die Nutzungsmöglichkeit von Kernenergie für friedliche Zwecke nachwies, verdient Robert Döpel besondere Würdigung, sondern auch als ein Wissenschaftler mit hohem Ethos, der frühzeitig globale Probleme erkannte und für deren nachhaltige Lösung eintrat. Seine Aussagen zu energetischen Wachstumsgrenzen werden zu wenig beachtet.
Regulierte Selbstregulierung im öffentlich-rechtlichen Rundfunk : Verfahren zur Ausgestaltung des Funktionsauftrages im Vergleich zur Regulierung des Jugendmedienschutzes im Privatrundfunk. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau. - XI, 138 S.. - (Medienrechtliche Schriften ; 6) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009 u.d.T.: Terschüren, Anna Katharina: Regulierte Selbstregulierung zur Ausgestaltung des Funktionsauftrages des öffentlich-rechtlichen Rundfunks
ISBN 978-3-939473-51-0
Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=12518
In dieser Arbeit wird die Ausgestaltung des Funktionsauftrages der öffentlich-rechtlichen Rundfunkanstalten durch die sogenannten Selbstverpflichtungen nach § 11 des Staatsvertrages für Rundfunk- und Telemedien (RStV) betrachtet. Schwerpunktmäßig wird das gegenwärtige Regulierungssystem beleuchtet, da das bisherige Verfahren zur Auftragsausgestaltung nicht zufriedenstellend funktioniert. Dabei wird ein Vergleich zu einem ähnlichen Regulierungssystem gezogen: der regulierten Selbstregulierung im Jugendmedienschutz des Privatrundfunks. Dieses funktionierende Regulierungsmodell soll als Vorlage für den öffentlich-rechtlichen Rundfunk dienen, um eine effiziente Ausgestaltung des Funktionsauftrages zu ermöglichen. Die Betrachtungen werden unter Berücksichtigung der Reformen des Rundfunkrechts durch den 12. Rundfunkänderungsstaatsvertrag (RÄndStV) vorgenommen, wobei insbesondere der einzuführende Drei-Stufen-Test erläutert und in das Regulierungsumfeld eingeordnet wird.
Konvergenz - Datenschutz - Meinungsforen: Fragestellungen des Internetrechts. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - 100 S.. - (Medienrechtliche Schriften ; 5) ISBN 978-3-939473-47-3
Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=12187