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A wide range of systems are characterized by nonlinear hysteresis effects. This especially appears in moving or deforming mechanical systems. In an effort to model these effects, a novel approach is presented in this work. The proposed model is based on a state machine imposing very few restrictions on the modeled system and therefore allowing a wide range of applications. The state machine represents the memory of the system. The size of the hysteresis loop and the local dependence is described by envelop functions while the shape of the loop is affected by the transition function. In this work we use polynomial functions as the envelop function and a hyperbolic tangent function to model the transition. The separation of these two parts and hence the free choice of functions allows a very good and easy fit to real system behavior. The identification of two exemplary mechanical systems with hysteresis is described and the results are presented.

Many IT workers suffer from stress in doing their work and there are a few counselors to help them. To cope with this, a context respectful counseling agent (CRECA) is proposed. This agent extracts emotional words from clients' utterances throughout their dialogue to detect emotion changes and provides clients such changes as a dialogue summary. If no change is detected, it replies with paraphrases of clients' utterances followed by context-respectful prompts to narrow problems. The summary responses promote the reflection of clients. This way, the counseling agent can pretend to keep recognizing clients' psychological sufferings. It behaves as if it empathized with clients and continues talking to clients without losing their trust. Keeping reflection on themselves, clients reach more problem clarification and self-awareness, which enables them to solve their problems. Since the agent provides only information from clients' sayings and the summaries focused on the change in their emotions, there occur few problems of knowledge explosion and knowledge maintenance. An experiment verifies that our new agent with summarization function more effective than the agent without summarization function (Old CRECA) and ELIZA.

Die Dissertation befasst sich mit Prinzipien, Methoden und Techniken der systematischen Entwicklung von komplexen Eingebetteten Systemen. Die betrachtete Domäne besitzt Anwendungsbereiche mit anspruchsvollen und besonderen Anforderungen an die Informationsverarbeitung. In der dynamischen Wägetechnik sind z.B. Lösungen mit sehr hohen Auflösungen und kleiner Messunsicherheit bei schnellen Messungen in einem mechanisch gestörten Umfeld notwendig. Die Anforderungen an die Eichfähigkeit und die Metrologische Sicherheit sind Besonderheiten. Es werden komplexe und hochleistungsfähige Funktionen zur Erzeugung der Messergebnisse verlangt. In der Arbeit werden dafür vorwiegend FPGA-basierte Eingebettete Systeme verwendet. Der entworfene zertifizierbare Prozess (ZEfIRA) bietet eine Vorgehensweise für die Entwicklung von Eingebetteten Systemen. Die Metrologische Sicherheit, die Eichfähigkeit, die Validier- und der Verifizierbarkeit werden als Kriterien im gesamten Entwurfsprozess berücksichtigt. ZEfIRA basiert auf einem 3W-Modell und ist evolutionär angelegt. Innerhalb des Prozesses werden die Analyse eines eventuellen Vorläufersystems sowie die modellbasierte prototypische Entwicklung bis hin zu einer produzierbaren Lösung (Produkt) durchgeführt. Die Arbeit verdeutlicht den großen Einfluss der spezifischen Anforderungen an das Messsystem. Es wird gezeigt, wie diese bereits zu der Entwurfszeit auf Modellebene und im Weiteren bei der Implementierung in einer FPGA-basierten Zielplattform berücksichtigt werden. Es werden verschiedene Schritte des funktionalen und technischen Systementwurfs untersucht und ausführlich die Realisierungspartitionen "FPGA-Logik" und "FPGA-Softcore-Lösungen" betrachtet. Als Beispiel zum Nachweis der Anwendbarkeit des Prozesses ZEfIRA dient die prototypische Entwicklung des Informationsverarbeitungssystems einer elektromagnetischen Kraftkompensationswaage (EMKW). Ausschlaggebend sind die optimal an das Gesamtsystem angepassten Signalverarbeitungs-, Regelungs- und Sicherheitsalgorithmen und deren technische Umsetzung. Dieses wurde mit verschiedenen Leistungsparametern, wie z.B. Latenz, Verarbeitungskomplexität und Genauigkeit realisiert. Ergänzend ermöglicht der Prototyp umfassende Analysemöglichkeiten für das Messsystem. Die abschließende Wertung ist eine Abschätzung der Leistungsfähigkeit von ZEfIRA auf Basis dieser prototypischen Entwicklung.

In der Präzisionsmesstechnik steht allgemein die Anforderung der schnellen Messung im Konflikt mit einem sehr hohen Auflösungsvermögen und einer sehr kleinen Messunsicherheit. Insbesondere eichfähige Messsysteme fordern die Einhaltung der entsprechenden Regularien, wie beispielsweise das Eichgesetz und die Richtlinien der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Derartige messtechnische Systeme benötigen für ihre Funktionen eine komplexe und hochleistungsfähige Informationsverarbeitung, die zertifiziert werden muss. Bei der systematischen Entwicklung von Messgeräten wird ein Nachweis benötigt, dass die geforderte Messunsicherheit des jeweiligen Verfahrens gewährleistet werden kann. Für diese Zwecke wird in dem vorliegenden Beitrag eine zusätzliche und spezielle Anforderung an die metrologische Sicherheit formuliert. Die entwickelten Funktionen zur Unterstützung der metrologischen Sicherheit und die zusätzlichen Maßnahmen zur Manipulationssicherheit sollen die Eichfähigkeit sowie die Einhaltung der Standards, Vorschriften und Richtlinien bereits in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses sicherstellen.