bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Structural Transformation of 2:1 Dioctahedral Layer Silicates during Dehydroxylation-Rehydroxylation Reactions
Authors: Muller Fabrice , Drits Victor , Plançon Alain , Robert Jean-Louis
Published: August 2006

The structural transformation of dioctahedral 2:1 layer silicates (illite, montmorillonite, glauconite, and celadonite) during a dehydoxylation-rehydroxylation process has been studied by X-ray diffraction. thermal analysis, and infrared spectroscopy. The layers of the samples differ in the distribution of the octahedral cations over the cis- and trans-sites as determined by the analysis of the positions and intensities of the 11l, 02l reflections, and that of the relative displacements of adjacent layers along the a axis (c cos ß/a), as well as by dehydroxylation-temperature values. One illite, glauconite, and celadonite consist of trans-vacant (tv) layers; Wyoming montmorillonite is composed of cis-vacant (cv) layers, whereas in the other illite sample tv and cv layers are interstratified. The results obtained show that the rehydroxylated Al-rich minerals (montmorillonite, illites) consist of tv layers whatever the distribution of octahedral cations over cis- and trans-sites in the original structure. The reason for this is that in the dehydroxylated state, both tv and cv layers are transformed into the same layer structure where the former trans-sites are vacant.

The dehydroxylation of glauconite and celadonite is accompanied by a migration of the octahedral cations from former cis-octahedra to empty trans-sites. The structural transformation of these minerals during rehydroxylation depends probably on their cation composition. The rehydroxylation of celadonite preserves the octahedral-cation distribution formed after dehydroxylation. Therefore, most 2:1 layers of celadonite that rehydroxylate (~75%) have cis-vacant octahedra and, only in a minor part of the layers, a reverse cation migration from former trans-sites to empty octahedra occurred. In contrast, for a glauconite sample with a high content in IVA1 and VIAl the rehydroxylation is accompanied by the reverse cation migration and most of the 2:1 layers are transformed into tv layers.
Molecular Dynamics Simulations of the Adsorption of Methylene Blue at Clay Mineral Surfaces
Authors: Yu Ching-Hsing , Newton Susan Q. , Norman Mya A. , Miller David M. , Schäfer Lothar , Teppen Brian J.
Published: August 2006

Molecular dynamics simulations were performed of the adsorption of methylene blue (MB) on model beidellite, montmorillonite, and muscovite mica surfaces, using a previously determined empirical force field developed for dioctahedral clays. The simulations show that the adsorption of MB on mineral surfaces can result in a variety of configurations, including single and double layers of MB parallel to the basal surface, and irregular clusters. The d(001) values of ~12.3 and ~15.7 Å are assigned to dry phases with parallel single and double layers of MB, respectively, in agreement with X-ray studies. At intermediate MB loadings, stacks inclined to basal surfaces are formed. The stacks of MB ions inclined by 65–70° relative to the (001) plane of muscovite are not found on dry surfaces, in contrast to previous studies. Configurations similar to those proposed by others form spontaneously in the presence of H2O, but the ions in the model systems are not quite as ordered and not ordered in exactly the same way as the ones previously described, and they display a mobility that is not compatible with strict atomic order. The formation of a triple layer of H2O interspersed with ions may occur in the interlayer. Overall, the results of the simulations confirm that the MB-ion method must be used with great caution in surface-area determinations, because of the multiplicity of possible configurations. At the same time, the ability for adsorption to occur as either single or multiple MB layers is useful to determine cation-exchange capacity over a wide range of surface-charge densities.
Obsessive–Compulsive Disorder Across the Developmental Trajectory: Clinical Correlates in Children, Adolescents and Adults
Authors: Farrell Lara , Barrett Paula , Piacentini John
Published: August 2006

Previous research examining the clinical phenomenology of obsessive–compulsive disorder (OCD) has provided some evidence that OCD might be associated with different clinical correlates at different stages of development. In particular, there appears to be a bimodal distribution in terms of the age of onset of the disorder, a male predominance during childhood and adolescence compared to adulthood, stronger familial aggregation of OCD in early onset cases, and differences in the types of symptoms and the patterns of comorbidity across age groups. This study assessed the continuity in clinical presentation of OCD across three distinct age groups: children, adolescents and adults. It was hypothesised that the sample of children would be predominantly male, and would have a higher familial aggregation of OCD and/or anxiety/depression in first-degree relatives. It was further hypothesised that there would be significant age-related differences in terms of specific symptoms, patterns of comorbidity, OCD severity, functional impairment, and level of insight and distress. The results of this study support the developmental heterogeneity hypothesis, with significant differences occurring across age groups on a number of clinical features of OCD including age at onset, symptoms experienced, comorbidity, severity, insight and impairment. Implications of the findings and future directions for research in this area are discussed.
Developing Biotechnology Legal Systems in Developing Countries: The Case for Malaysia (Part I)
Authors: Jusoh Sufian
Published: August 2006

In the 9
Adiponektin, ein Adipokin mit großem Potenzial für Diagnostik und Therapie des metabolischen Syndroms und assoziierter kardiovaskulärer Erkrankungen / Adiponectin, an adipokine as a promising target for diagnosis and therapy of the metabolic syndrome and associated cardiovascular diseases
Authors: Pilz Stefan , März Winfried , Mangge Harald
Published: August 2006

Das Fettgewebe wurde lange Zeit nur als Energiespeicher angesehen. Untersuchungen der letzten Jahre identifizierten jedoch das Fettgewebe als ein hochaktives metabolisches und endokrines Organ. Neben dem Metabolismus von Sexual- und Glukokortikoidhormonen werden vom Fettgewebe zahlreiche bioaktive Peptide sezerniert, welche als Adipokine bzw. Adipozytokine bezeichnet werden. Adiponektin, welches paradoxerweise bei adipösen Patienten erniedrigt ist, zeigt die höchste Plasmakonzentration unter den Adipokinen und hat eine protektive Wirkung bezüglich des metabolischen Syndroms und assoziierter kardiovaskulärer Erkrankungen. In diesem Übersichtsartikel wird das derzeitige Wissen über die pathophysiologischen Wirkungen des Adiponektins zusammengefasst und eine mögliche diagnostische und therapeutische Bedeutung dieses Adipokins diskutiert.
A Light-Water-Cooled Nuclear Reactor of Natural Uranium and Beryllium
Authors: Hayes R
Published: August 2006

A light-water nuclear power reactor core configuration is described, which does not require any isotopic enrichments (e.g., D2O or U-235) without the use of graphite. This reactor design utilizes plates of natural uranium (NU) metal and Beryllium. The coolant is natural water, which flows between two plates of NU and is required to add additional moderator to attain criticality. Only square reactor shapes of uniform plate thickness are evaluated. Commercial viability is not demonstrated but the proposed design does warrant further study. The configuration shows potential to meet GEN IV sustainability and GNEP closed fuel cycle goals. Aspects covered include neutronics, criticality, costs and nonproliferation.
Influence of Steel Making and Further Processing on the Distortion of Bearing Steel Components
Authors: Volkmuth J
Published: August 2006

Distortion of bearing steel components after hardening has a major influence on the total manufacturing cost of bearings. This publication presents results and experiences of recent investigations regarding possible causes for the distortion of bearing rings. It does not consider the influence of the soft machining and of the hardening process itself but concentrates on the contribution of the steel grade as such, the casting conditions, and the further processing. Based on a systematic approach, it will be shown how such parameters influence both the dimensional variations (like ovality or conicity of the rings) and the dimensional changes (such as mean diameter) after the hardening operation. Such results can help to minimize distortion by selection of suitable steel making and further processing routes and, thus, to reduce manufacturing cost of bearing steel rings.
Suppressive Surrounds and Contrast Gain in Magnocellular-Pathway Retinal Ganglion Cells of Macaque
Authors: Solomon Samuel G. , Lee Barry B. , Sun Hao
Published: August 2006

The modulation sensitivity of visual neurons can be influenced by remote stimuli which, when presented alone, cause no change in the ongoing discharge rate of the neuron. We show here that the extraclassical surrounds that underlie these effects are present in magnocellular-pathway (MC) but not in parvocellular-pathway (PC) retinal ganglion cells of the macaque. The response of MC cells to drifting gratings and flashing spots was halved by drifting or contrast-reversing gratings surrounding their receptive fields, but PC cell responses were unaffected. The suppression cannot have arisen from the classical receptive field, or been caused by scattered light, because it could be evoked by annuli that themselves caused little or no response from the cell, and is consistent with the action of a divisive suppressive mechanism. Suppression in MC cells was broadly tuned for spatial and temporal frequency and greater at high contrast. If perceptual phenomena with similar stimulus contexts, such as the “shift effect” and saccadic suppression, have a retinal component, then they reflect the activity of the MC pathway.
From Air Oscillations to Music and Speech: Functional Magnetic Resonance Imaging Evidence for Fine-Tuned Neural Networks in Audition
Authors: Tervaniemi Mari , Szameitat André J. , Kruck Stefanie , Schröger Erich , Alter Kai , De Baene Wouter , Friederici Angela D.
Published: August 2006

In the auditory modality, music and speech have high informational and emotional value for human beings. However, the degree of the functional specialization of the cortical and subcortical areas in encoding music and speech sounds is not yet known. We investigated the functional specialization of the human auditory system in processing music and speech by functional magnetic resonance imaging recordings. During recordings, the subjects were presented with saxophone sounds and pseudowords /ba:ba/ with comparable acoustical content. Our data show that areas encoding music and speech sounds differ in the temporal and frontal lobes. Moreover, slight variations in sound pitch and duration activated thalamic structures differentially. However, this was the case with speech sounds only while no such effect was evidenced with music sounds. Thus, our data reveal the existence of a functional specialization of the human brain in accurately representing sound information at both cortical and subcortical areas. They indicate that not only the sound category (speech/music) but also the sound parameter (pitch/duration) can be selectively encoded.
Functional Reinnervation of the Rat Lower Urinary Tract after Cauda Equina Injury and Repair
Authors: Hoang Thao X. , Pikov Victor , Havton Leif A.
Published: August 2006

Conus medullaris and/or cauda equina forms of spinal cord injury commonly result in a permanent loss of bladder function. Here, we developed a cauda equina injury and repair rodent model to investigate whether surgical implantation of avulsed lumbosacral ventral roots into the spinal cord can promote functional recovery of the lower urinary tract. Adult female rats underwent sham surgery (n= 6), bilateral L5–S2 ventral root avulsion (VRA) injury (n= 5), or bilateral L5–S2 VRA followed by an acute implantation of the avulsed L6 and S1 ventral roots into the conus medullaris (n= 6). At 12 weeks after operation, the avulsed group demonstrated urinary retention, absence of bladder contractions and external urethral sphincter (EUS) electromyographic (EMG) activation during urodynamic recordings, increased bladder size, and retrograde death of autonomic and motoneurons in the spinal cord. In contrast, the implanted group showed reduced urinary retention, return of reflexive bladder voiding contractions coincident with EUS EMG activation, anatomical reinnervation of the EUS demonstrated by retrograde neuronal labeling, normalization of bladder size, and a significant neuroprotection of both autonomic and motoneurons. In addition, a positive correlation between motoneuronal survival and voiding efficiency was observed in the implanted group. Our results show that implantation of avulsed lumbosacral ventral roots into the spinal cord promotes reinnervation of the urinary tract and return of functional micturition reflexes, suggesting that this surgical repair strategy may also be of clinical interest after conus medullaris and cauda equina injuries.
Toward a Common Circle: Interhemispheric Contextual Modulation in Human Early Visual Areas
Authors: Ban Hiroshi , Yamamoto Hiroki , Fukunaga Masaki , Nakagoshi Asuka , Umeda Masahiro , Tanaka Chuzo , Ejima Yoshimichi
Published: August 2006

Humans can readily and effortlessly perceive a rich, stable, and unified visual world from a complex visual scene. Yet our internal representation of a visual object appears to be sparse and fragmented. How and where in the brain are such fragmented representations organized into a whole percept? Recent studies have accumulated evidence that some global feature integration is mediated at the early stage of visual processing. However, the spatial operating range of the integration still remains unclear. The present human functional magnetic resonance imaging study provides support that the global integration process in early visual areas, including even the primary visual area V1, is mediated beyond the separated projection of visual hemifields from right and left sides of the fixation to the visual cortex of the contralateral cerebral hemisphere. Retinotopic neural responses corresponding to a visual target were significantly enhanced when another target was simultaneously presented at the point-symmetrical position in the nonassociated visual field quadrant. The result makes a convincing case that the contextual effects involve feedback from higher areas, because there are no direct callosal connections that allow such interhemispheric contextual modulation. This enhancement from the ipsilateral hemifield may help rapid position-and-size-invariant detection of a circular pattern, which may be special among visual structures because of its ubiquity in natural scenes. Early visual areas as well as higher ones may play a more essential role in perceiving the unity of the real world than previously thought.
Activation of Src-Family Kinases in Spinal Microglia Contributes to Mechanical Hypersensitivity after Nerve Injury
Authors: Katsura Hirokazu , Obata Koichi , Mizushima Toshiyuki , Sakurai Jun , Kobayashi Kimiko , Yamanaka Hiroki , Dai Yi , Fukuoka Tetsuo , Sakagami Masafumi , Noguchi Koichi
Published: August 2006

Hypersensitivity to mechanical stimulation is a well documented symptom of neuropathic pain, for which there is currently no effective therapy. Src-family kinases (SFKs) are involved in proliferation and differentiation and in neuronal plasticity, including long-term potentiation, learning, and memory. Here we show that activation of SFKs induced in spinal cord microglia is crucial for mechanical hypersensitivity after peripheral nerve injury. Nerve injury induced a striking increase in SFK phosphorylation in the ipsilateral dorsal horn, and SFKs were activated in hyperactive microglia but not in neurons or astrocytes. Intrathecal administration of the Src-family tyrosine kinase inhibitor 4-amino-5-(4-chlorophenyl)-7-(t-butyl)pyrazolo[3,4-d]pyrimidine (PP2) suppressed nerve injury-induced mechanical hypersensitivity but not heat and cold hypersensitivity. Furthermore, PP2 reversed the activation of extracellular signal-regulated protein kinase (ERK), but not p38 mitogen-activated protein kinase, in spinal microglia. In contrast, there was no change in SFK phosphorylation in primary sensory neurons, and PP2 did not decrease the induction of transient receptor potential ion channel TRPV1 and TRPA1 in sensory neurons. Together, these results demonstrate that SFK activation in spinal microglia contributes to the development of mechanical hypersensitivity through the ERK pathway. Therefore, preventing the activation of the Src/ERK signaling cascade in microglia might provide a fruitful strategy for treating neuropathic pain.
Chaotisches Verhalten dynamischer Systeme und seine regelungstechnische Behandlung (Chaotic Behaviour in Dynamical Systems and its Treatment in Control Engineering)
Authors: Richter H.
Published: August 2006

In diesem Beitrag wird die regelungstechnische Behandlung von chaotischem Verhalten dynamischer Systeme betrachtet. Aufbauend auf Erkenntnissen der Regelungstheorie werden Eigenschaften chaotischer Systeme analysiert und diskutiert. Dabei wird chaotisches Verhalten durch die Eigenschaft der Trajektorie definiert, nicht stabil im Sinne Ljapunovs, aber stabil im Sinne Lagranges zu sein. Darüber hinaus werden Verfahren zum Regler- und Beobachterentwurf vorgestellt.
Numerische Systeminversion (Numerical System Inversion)
Authors: Röbenack Klaus , Vogel O.
Published: August 2006

Ein Teilproblem bei Trajektorienfolgeregelungen ist die Berechnung eines Eingangssignals für ein gewünschtes Ausgangsverhalten. Bei nichtlinearen Prozessmodellen ist diese Aufgaben-stellung oft nur mit sehr hohem Aufwand oder nur in grober Näherung lösbar. In diesem Beitrag wird ein effizientes Verfahren zur Systeminversion vorgestellt, welches auf dem Automatischen Differenzieren beruht.
GPC Analysis based on a Coefficient Mapping
Authors: Xi Yugen , Zhang Jun
Published: August 2006

In this paper, we propose a novel way to study the GPC closed-loop properties through its eigen polynomial. A coefficient mapping between the eigen polynomials of the plant and the closed-loop GPC system is firstly established. Conditions on the eigen coefficients to be zero are then derived in relationship with the tuning parameters. Based on these conditions, the closed-loop properties of GPC, such as reduced order, deadbeat control and stability are studied and conditions for tuning parameters are given.
Flachheitsbasierte Regelung eines hydraulischen Antriebs mit zwei Ventilen für einen Großmanipulator (Flatness Based Control of a Two Valve Hydraulic Joint of a Large Manipulator)
Authors: Bindel R. , Nitsche R. , Rothfuß R. , Zeitz Michael
Published: August 2006

Für einen hydraulischen Zylinder, der die Achse eines rechnergesteuerten Großmanipulators antreibt, wird eine flachheitsbasierte Folgeregelung entworfen. Durch die Erweiterung des Zylinderantriebs mit einem Stellventil zu einem Mehrgrößensystem mit zwei Stellventilen, können Position und Druck unabhängig voneinander geregelt werden. Das Antriebsystem wird durch abschnittsweise definierte nichtlineare Differentialgleichungen beschrieben. Es wird gezeigt, dass der Zylinderantrieb ein flaches System ist. Die Flachheitseigenschaft erlaubt eine abschnittsweise Lösung des Trajektorienfolgeproblems. Durch die Vorgabe geeigneter Trajektorien für die Zylinderposition und den Druck in einer Zylinderkammer lässt sich der Energieverbrauch minimieren. Die Bewegung entlang dieser Trajektorien kann aufgrund der Flachheit durch eine statische Zustandsrückführung gegen Störungen und Anfangsfehler stabilisiert werden. Für die Realisierung der Zustandsrückführung wird ein nichtlinearer Folgebeobachter mit zeitvarianter Verstärkung vorgestellt. Die Leistungsfähigkeit des Regelungskonzepts wird in der Simulation gezeigt und im Experiment bestätigt.
Using Control and Systems Theoretic Concepts to Set Prices of Goods and Services in Competitive Markets
Authors: Singh M.G.
Published: August 2006

In this paper, we describe how control theoretic methods of modelling, optimisation and learning/adaptation have been used to develop a generic approach to price setting in competitive markets. This generic approach has been incorporated into a set of decision support tools which are now routinely used to set prices of petrol at each petrol station for networks of petrol stations, for the pricing of mobile telephony tariffs as well as for the pricing of goods in mass retailing. Real life examples of the use of these tools are also provided in the paper.
Visuelles Laserradar zur 3D Erfassung und Modellierung Realer Umgebungen (Visual laser radar for 3D Surveying and Modelling of Real World Environments)
Authors: Mettenleiter M. , Fröhlich Ch.
Published: August 2006

Dieser Beitrag beschreibt Aufbau und Funktion des entwickelten visuellen Laserradars und bewertet dessen Leistungsfähigkeit anhand experimenteller Ergebnisse bei der „Inspektion von Tunnelröhren”, der Modellierung einer „Schweißzelle” und eines „Karosserieumsetzers” in der Automobilindustrie und einer komplexen „chemischen Prozessanlage”. Das eigentliche Messsystem fußt im Ursprung auf einem interdisziplinären Forschungsprojekt, durchgeführt am Lehrstuhl für Steuerungs- und Regelungstechnik der Technischen Universität München. Das Messsystem wurde im Anschluss bei Z+F weiterentwickelt, primär um eine Steigerung der Leistungsdaten verbunden mit hoher Robustheit für den Einsatz im industriellen Umfeld zu erreichen. Durch Kombination mit unterschiedlichen mechanischen Strahl-Ablenkeinheiten zur räumlichen Umgebungsvermessung wurde ein visuelles Laserradar zur 3D-Erfassung der Umgebung realisiert.
On the Sensor-Based Navigation Under Position and Orientation Errors
Authors: Noborio H. , Yoshioka T.
Published: August 2006

A mobile robot usually estimates its position and orientation by a dead reckoning system. However under several kinds of uncertainties, e.g. inner/outer sensor errors and/or a slip, a mobile robot unfortunately misunderstands true position and orientation in a real world as false position and orientation in a computer world. Due to the difference, a mobile robot governed by sensor-based navigation sometimes gets lost in an unknown 2-D environment. On the observation, in this paper, we firstly improve previous metric sensor-based navigation algorithms in order for a mobile robot to deal with such uncertainties. Secondly, we name a class of errors a homeomorpic error, where true and false positions in real and computer worlds are projected each other by the homeomorphism. Finally, we theoretically show that generation of the homeomorpic error is the necessary and sufficient condition for a mobile robot not to enter into any limit cycle in every type of sensor-based navigation algorithm.
Environmental Predictive System for Teleoperation System over the Computer Network
Authors: Kikuchi J. , Takeo K. , Kosuge K.
Published: August 2006

Today, teleoperation over the computer network, like the Internet, is getting reality. Although today´s network technology provides us many useful features to realize teleoperation system, it´s time-varying communication delay makes force-reflecting bilateral feedback system unstable. Communication delay over the computer network also makes performing a task difficult, especially when the remote environment changes dynamically.

In this paper, first, we propose an alternative teleoperation system which could realize force-reflecting bilateral feedback over the computer network with varying time delay. Then we propose environmental predictive teleoperation system for manipulation of dynamic environment.

The proposed systems are implemented on experimental master-slave manipulator system and experimental results illustrate the validity of the system.
Ein Diagnoseverfahren für kontinuierliche Systeme mit quantisierten Messgrößen (Diagnosis of Continuous-Variable Systems with Quantised Measurements)
Authors: Lunze Jan
Published: August 2006

Es wird ein Verfahren zur Fehlerdetektion in kontinuierlichen Prozessen beschrieben, deren Signale nur quantisiert gemessen werden können (beispielsweise in Form von Alarmmeldungen). Das Verfahren basiert auf einer kompakten Darstellung der ereignisdiskreten Prozessdynamik durch eine Markov-Kette bzw. einen Semi-Markov-Prozess. Der Beitrag erläutert das Diagnoseverfahren und vergleicht die Ergebnisse, die mit den unterschiedlichen ereignisdiskreten Modellen erhalten werden, anhand eines Beispieles.
Petri Net-Based Descriptions for Discrete-Continuous Systems
Authors: Chouikha M. , Decknatel G. , Drath R. , Frey Georg , Müller Ch. , Simon C. , Thieme J. , Wolter K.
Published: August 2006

In this contribution different approaches are introduced for the description of discrete-continuous (hybrid) systems. The approaches were formulated by different research groups within the program KONDISK supported by the German Research Council DFG. The objectives of the research program are modelling, analysis, verification and synthesis of hybrid systems. The single contributions have thereby a common foundation, they are based on Petri nets.
Discrete Supervisory Control of Switched Linear Systems
Authors: Franke D. , Moor Th. , Raisch J.
Published: August 2006

This contribution deals with the synthesis of discrete supervisory control for switched linear systems. Via two successive approximation steps, this hybrid control problem is transformed into a purely discrete problem. The latter can then be solved using a slightly modified version of P. J. Ramadge´s and W. M. Wonham´s "supervisory control theory". By embedding both approximation steps within J. C. Willems´ "behavioural systems theory", we can guarantee that any solution of the resulting discrete synthesis problem will also solve the underlying hybrid problem. All algorithms employed within the approximation and the synthesis procedure terminate after a finite number of steps. The approach is illustrated by means of a simple three-plate thermal system.
Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Mensch-Maschine-Schnittstellen (Recent Developments in the Field of Human-Machine-Interfaces)
Authors: Elzer Peter F.
Published: August 2006

Der Aufsatz stellt zunächst einige der konzeptionellen Ansätze auf dem Gebiet der Gestaltung von Mensch-Maschine Schnittstellen vor, die derzeit Gegenstand der internationalen Diskussion sind. Dazu gehören die "ökologische" Deutung der menschlichen Perzeption, Überlegungen zu "Situation Awareness and Assessment" oder der "Expressiveness" von Interfaces. Im Rahmen einer weiter gefassten Diskussion über "Mensch-Maschine Systeme" spielen eine neue Betrachtungsweise "menschliche Fehler", Überlegungen zur Sicherheitskultur und die Rolle von Systementwurf und Management eine Rolle. Besonders hervorgehoben wird die Bedeutung von Experimenten beim Entwurf von Mensch-Maschine-Schnittstellen.

Die Einsetzbarkeit der vielzitierten "Neuen Techniken", wie "Multi-Media", "Virtuelle Realität" und "Computer Augmented Reality" wird für verschiedene Teilaufgaben der Automatisierungstechnik, wie z.B. Betrieb, Reparatur, Wartung, Suche nach Dokumentation, Schulung und Training diskutiert.

Zur Illustration der diskutierten Konzepte werden einige am Institut für Prozess- und Produktionsleittechnik (IPP) der TU Clausthal realisierte Testimplementationen vorgestellt. Sie umfassen wissensbasierte Systeme, Neuronale Netze, selbstlernende Systeme, Massendaten- und dreidimensionale Darstellungen, Steuerung von Handhabungsautomaten über das Internet, sowie die Unterstützung von Wartung und Training durch CAR- und VR-Techniken.
Warum können wir Fahrrad fahren? (Why are we Able to Ride a Bicycle?)
Authors: Aström K. J. , Lunze Jan
Published: August 2006

Beim Fahrradfahren arbeitet der Mensch als Regler. Das wird beim Balancieren des Fahrrades besonders offensichtlich, denn das Fahrrad ist instabil. In diesem Beitrag wird untersucht, unter welchen Bedingungen es möglich ist, das Fahrrad mit einem so einfachen Reglergesetz zu balancieren, dass Menschen dieses Reglergesetz ohne Mühe realisieren können. Dabei wird nicht nur die jedem Radfahrer bekannte Lösung nachvollzogen, sondern auch untersucht, wie sich das Stabilisierungsproblem ändert, wenn nicht mit dem Vorderrad, sondern mit dem Hinterrad gelenkt wird, wie es für Liegeräder als zweckmäßig betrachtet wird. Es wird gezeigt, dass derartige Räder nicht mit der für die Vorderradlenkung bekannten proportionalen Regelung stabilisiert werden können und deshalb nicht praktisch einsetzbar sind.
Evolutionäre Optimierung im Entwurfsprozess von Kläranlagen (Evolutionary Optimization in the Design of Wastewater Treatment Plants)
Authors: Jumar Ulrich , To T. B.
Published: August 2006

Evolutionäre Algorithmen finden zunehmend Anwendung bei der Lösung regelungs- und steuerungstechnischer Aufgaben für industrielle Anlagen: beim Entwurf hochwertiger Regelungen und bei der Entwicklung flexibler Strategien der Betriebsführung. Der vorliegende Beitrag widmet sich ausgewählten Aspekten der Evolutionären Optimierung beim Entwurf von Kläranlagen. Zunächst wird anhand eines Benchmark-Beispiels demonstriert, wie mit Hilfe des multikriteriellen Optimierungsansatzes Fragestellungen der Anlagenauslegung bearbeitet werden können. Dabei steht die Aufteilung des für die biologischen Reinigungsprozesse insgesamt genutzten Reaktorvolumens in den für die Nitrifikation und den für die Denitrifikation verwendeten Teil im Vordergrund. Ein zweiter exemplarischer Anwendungsfall befasst sich mit der Modellkalibrierung, die angesichts des zunehmenden Einsatzes der Prozesssimulation bei der Planung und bei der Betriebsoptimierung abwassertechnischer Anlagen von praktischer Bedeutung ist.
Telematics Systems for Individual and Commercial Traffic
Authors: Lehmann H. , Zemlin F. , Paulsen R.
Published: August 2006

Functionality and efficiency of traffic telematics systems depend crucially on the available data base. In our paper we argue that systems based on floating car data (FCD) display – in principle – self-consistency with respect to data generation and usage. Ensuing practical problems of FCD-based telematics systems are discussed. When designing a telematics system for the logistics of commercial traffic, business and operational aspects have to be taken into account. The corresponding systems design is discussed with reference to a tool developed at gedas telematics, the telematics provider in the Volkswagen Group.
Intelligente Verkehrsbeeinflussung mit adaptiven, lernenden Systemen (Intelligent Traffic Control with Adaptive, Learning Systems)
Authors: Appl M. , Sollacher R.
Published: August 2006

Der Beitrag beschreibt am Beispiel einer automatischen, verkehrsabhängigen Auswahl von Ampelprogrammen zur Optimierung des Verkehrs in Städten den Einsatz lernender, adaptiver Verfahren. Hierbei werden speziell moderne Reinforcement-Lernverfahren vorgestellt.
Erstellung einer Workbench am Beispiel Ordnungsreduktion (Development of a Workbench for Model Reduction)
Authors: Geßlein R. , Stamm Ch.
Published: August 2006

Der Beitrag behandelt den Einsatz von Benchmarking in der Regelungstechnik. Anhand eines leichtverständlichen Anwendungsbeispiels, der Ordnungsreduktion eines linearen zeitinvarianten Zustandsraummodells, werden Kriterien definiert und diskutiert, die eine quantitative Bewertung der Reduktionsgüte ermöglichen. Die Analyse, Auswertung und Datenarchivierung der gewonnenen Ergebnisse erfolgt über eine dynamische Matlab-Workbench, die über das World-Wide-Web der Allgemeinheit zur Verfügung steht. Ausgehend von dieser Idee und der prototypisch realisierten Matlab-Workbench werden Perspektiven entwickelt, die verschiedene Möglichkeiten für einen effizienten Einsatz des Benchmarking in der modernen Wissenschaft aufzeigen.
Modeling and Validation of Hybrid Systems using Extended Timestamp Nets
Authors: Hanisch H.-M. , Lautenbach K. , Simon C. , Thieme J.
Published: August 2006

The paper presents a new modeling approach for hybrid systems which is capable to handle even large-sized problems with reasonable effort. It is expressive enough to consider real-valued state variables over a real-valued time axis. In order to demonstrate the usability of our approach, we give an informal, example-based description and refer to the literature for formal definitions. We show the accuracy of our models by comparing simulated and measured behavior of an existing batch plant.
Erreichbarkeitsanalyse hybrider Systeme (Reachability Analysis of Hybrid Systems)
Authors: Nenninger G. , Nixdorf B. , Krebs Volker , Lunze Jan
Published: August 2006

Sowohl beim Entwurf einer Prozessführungseinrichtung als auch bei der Verifikation gesteuerter Prozesse ist zu überprüfen, welche Prozesszustände von einer aktuellen Anfangssituation aus mit den zur Verfügung stehenden Stellgrößen erreicht werden können. Die bei der Erreichbarkeitsanalyse verwendeten Verfahren hängen eng mit der Beschreibungsform zusammen, die das vorhandene Wissen über den Prozess mit Blick auf das Automatisierungsziel abbildet. Ausgehend von zwei verschiedenen Steuerungsaufgaben bei hybriden dynamischen Systemen vermittelt der Beitrag einen Einblick in das Anwendungspotential zweier Methoden zur Erreichbarkeitsanalyse auf Basis einer ereignisdiskreten Abstraktion des Systemverhaltens beziehungsweise einer gemischt diskret-kontinuierlichen Beschreibung. An einem Beispiel werden die Verfahren gegen übergestellt und aufgezeigt, inwiefern sie sich in der praktischen Anwendung ergänzen.
Nichtlineare zeitdiskrete Regelung eines unteraktuierten Manipulators (Nonlinear Discrete-Time Control of an Underactuated Manipulator)
Authors: Scherm N. , Heimann B.
Published: August 2006

Verzichtet man bei der Auslegung von horizontal operierenden Manipulatoren auf einen Teil der Antriebe, so gelingt es, die Kosten und das Gewicht der fehlenden Aktuatoren einzusparen. Man gelangt zu einem unteraktuierten Manipulator. Seine Positionierung stellt eine anspruchsvolle regelungstechnische Aufgabe dar, da Linearisierungen in einer Ruhelage auf ein nicht vollständig steuerbares Streckenmodell führen und somit für den Reglerentwurf lediglich nichtlineare Methoden in Frage kommen. Dieser Beitrag befasst sich mit der digitalen Bahnplanung und dem Reglerentwurf für einen unteraktuierten ebenen Manipulator mittels nichtlinearer multirate Methoden. Ein Diskretisierungsverfahren, das auf einer Sensitivitätsanalyse basiert, wird vorgestellt.
Identifikation nichtlinearer Prozesse in der Blechverarbeitung durch Spline-Interpolation (Identification of Nonlinear Processes in Sheet Metal Forming by Use of Polynomial Interpolation)
Authors: Doege E. , Rudolph M.
Published: August 2006

Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der Parameteridentifikation nichtlinearer Systeme in der Blechumformung. Eine allgemeine Methode zur Identifikation nichtlinearer Systeme, für die eine analytische Modellbeschreibung vorliegen muss, wird hergeleitet. Die Methode basiert auf der Entwicklung der nichtlinearen Modellparameter in eine Spline-Interpolation, deren konstanten Koeffizienten mittels bekannter Parameterschätzverfahren für lineare Systeme ermittelt werden können. Das vorgestellte Verfahren wird am Beispiel eines Scherschneidprozesses auf einer Schnellläuferpresse verifiziert. Die Ergebnisse für die Prozessparameter der vertikalen Stößelbewegung werden vorgestellt und diskutiert.
Hybride Regelung eines Neutralisationsprozesses (Hybrid Control of a Neutralisation Process)
Authors: Lunze Jan , Schröder Jochen
Published: August 2006

Die Neutralisation ist ein chemischer Prozesses, dessen stark nichtlineare Dynamik eine nichtlineare Regelung erfordert. In diesem Beitrag wird ein Regelungskonzept verwendet, bei dem ein qualitativer prädiktiver Regler mit einem linearen Regler kombiniert wird. Der lineare Regler wird dabei nur in der Nähe des neutralen Punktes verwendet, wohingegen der qualitative Regler außerhalb dieses Bereiches eingesetzt wird. Es werden die mathematischen Grundlagen und die experimentelle Erprobung dieses Reglers beschrieben.
Optimale Führung von Endoskopen mit redundanter Kinematik (Optimal Endoscopic Guidance for Systems with Redundant Kinematics)
Authors: Matthes Jörg , Gröll Lutz , Mikut Ralf , Jäkel J.
Published: August 2006

Bei minimal invasiven Operationen orientiert sich der Chirurg an einem Monitorbild. Ein Endoskop mit Kamera und die zur Operation benötigten Instrumente werden durch Röhren (Trokare) in den Körper des Patienten (z.B. Bauchraum) eingeführt. Zur Entlastung des Operationsteams soll das Nachführen (Tracking) des Endoskops, das durch ein Endoskopführungssystem getragen wird, zukünftig nicht manuell, sondern automatisch erfolgen. Das Endoskopführungssystem ist dabei ein spezielles kinematisches System, dessen Achsen durch Motoren bewegt werden.

Für das automatische Tracking wird ein Verfahren vorgestellt, das auf Basis der Optimierung einer vorgegebenen Gütefunktion arbeitet. Durch die Gütefunktion lassen sich ein gewünschtes Bahnverhalten der zu verfolgenden Objekte auf dem Bildschirm beim Ausregelvorgang sowie die Minimierung des dazu notwendigen Stellaufwands fordern. Das angewandte Optimierungsverfahren berücksichtigt dabei die einzuhaltenden Restriktionen, die aus den maximalen Achsgeschwindigkeiten und den Endlagen der Gelenke des Endoskopführungssystems resultieren.
Analyse und Modellierung von Kommunikationslasten in der Fertigungstechnik (Analysis and Modeling of Real-time Source Data Traffic in Factory Automation)
Authors: Jasperneite J.
Published: August 2006

In der Leistungsbewertung und der Auslegung von Kommunikationssystemen für verteilte Automatisierungssysteme spielt die realitätsnahe Modellierung des Datenverkehrs von Automatisierungsgeräten eine entscheidende Rolle. In diesem Beitrag wird daher das Echtzeit-Kommunikationsverhalten einer hochgradig automatisierten Anlage der Fertigungstechnik untersucht. Ausgewählte Kommunikationsanforderungen werden analysiert und in ein geeignetes synthetisches Modell überführt und abschließend validiert.
Aktive Schwingungskompensation im Kfz aus regelungstechnischer Sicht (Automotive Applications of Active Vibration Control: A Control Engineering Point of View)
Authors: Svaricek Ferdinand , Bohn Christian , Karkosch Hans-Jürgen , Härtel V.
Published: August 2006

Moderne Steuer- und Regelungsverfahren werden im Kraftfahrzeug auch im Komfort-bereich eine zunehmende Bedeutung erlangen. Der Bereich der Aggregatelagerung von Kraftfahrzeugen könnte in den nächsten Jahren als weitere Anwendung hinzukommen, da hier die konventionelle Lagerungstechnik immer mehr an ihre Grenzen stößt. Der vorliegende Beitrag gibt hierzu einen Überblick über die aktive Kompensation von Aggregateschwingungen. Nach einer kurzen Darstellung der Anforderungen und Aufgaben einer modernen Aggregatelagerung wird zunächst ein Blick auf die Geschichte der aktiven Schall- und Schwingungskompensation geworfen. Anschließend werden Steuer- und Regelungskonzepte vorgestellt und diskutiert, die in der Literatur erfolgreich bei Aufgaben der aktiven Schall- und Schwingungskompensation eingesetzt wurden. Der Beitrag schließt mit der detaillierten Darstellung des Aufbaus und der Wirkungsweise eines aktiven Tilgersystems zur Kompensation von periodischen Aggregateschwingungen.
Automatisierter Steuerungsentwurf für diskrete und kontinuierlich-diskrete Systeme (Automated Control Design for Discrete and Continuous-Discrete Systems)
Authors: Schnieder Eckehard , Chouikha M. , Ober B.
Published: August 2006

In der kontinuierlichen Regelungstechnik bauen fast alle bekannten Entwurfsverfahren für Regler auf einem mathematischen Modell des zu regelnden Systems auf. Wenn ein Modell vorhanden ist, dann kann der Regler unter Berücksichtigung der an das System gestellten Anforderungen analytisch berechnet werden. Aufgrund struktureller Ähnlichkeiten zwischen kontinuierlichen Regel- und ereignisdiskreten Steuerkreisen liegt es nahe, die regelungstechnische, modellbasierte Vorgehensweise auf diese Systemklassen zu übertragen. Dieser Beitrag beschreibt ein methodisches Konzept des modellbasierten Steuerungsentwurfs für diskrete sowie gemischt diskret-kontinuierliche Systeme.
Interaktives Stereo-Telesehen – ein Baustein wirklichkeitsnaher Telepräsenz (Interactive Tele-Stereo-Vision – a Module for High Fidelity Telepresence)
Authors: Baier H. , Freyberger F. , Schmidt Günther
Published: August 2006

Die visuelle Modalität der menschlichen Sinneswahrnehmung hat eine Schlüsselfunktion bei der direkten oder auch telepräsenten Durchführung unterschiedlichster Explorations- und Manipulations-Aufgaben. Telepräsenzsysteme verfälschen jedoch häufig den Sinneseindruck, der mit technischen Mitteln in der jeweiligen entfernten Umgebung gewonnen, über ein Kommunikationssystem übertragen und einem Bediener mittels eines Displays erfahrbar gemacht wird. Insbesondere das interaktive räumliche Telesehen ist hiervon betroffen, was vor Ergreifen geeigneter Gegenmaßnahmen zunächst eine sorgfältige Systemanalyse erfordert. Dieser Beitrag geht auf typische Defizite visueller Telepräsenzsysteme ein und stellt einige Verbesserungen vor, deren Wirksamkeit mittels eines Laborsystems nachgewiesen wird.
Intuitive Teleautomation mit Methoden Projektiver Virtueller Realität (Intuitive Teleautomation by Means of Projective Virtual Reality)
Authors: Freund E. , Roßmann J.
Published: August 2006

Die Symbiose von Computergrafik und modernen Steuerungs- und Planungsmethoden ist Grundlage der Entwicklungen Projektiver Virtueller Realität am Institut für Roboterforschung (IRF). Virtuelle Welten erreichen ein hohes Maß an Realitätsnähe durch Modellierungstechniken für Interaktionen, die der Roboterforschung entlehnt sind. Diese erlauben dem Anwender ein intuitives Arbeiten und die schnelle Orientierung in neuen Umgebungen und Applikationen. Die grundlegende Idee der Projektiven Virtuellen Realität ist, dass der Anwender in einem virtuellen Abbild einer Automatisierungsstrecke arbeitet und in der virtuellen Welt Handhabungen ausführt. Die Wirkungen seiner Aktionen werden automatisch erkannt und mit Hilfe eines Handlungsplanungssystems in wirkungsäquivalente Aktionen für das Roboter- oder Automatisierungssystem der realen Strecke umgesetzt. Die Roboter projizieren so die Handhabungen aus der virtuellen in die reale Welt. Dieser Artikel beschreibt die Hintergründe, Basisideen und den Einsatz von Projektiver Virtueller Realität für verschiedene Teleautomationsanwendungen im Weltraumbereich und in der industriellen Automatisierung.
Eine Virtuelle Werkstatt für Internationale Tele-Gruppenarbeit (A Virtual Workshop for International Tele-Groupwork)
Authors: Müller K.H.
Published: August 2006

Die Kombination von Gruppenarbeit in der Fertigung und Tele-Kooperation aus Entwicklungsabteilungen führt zu einer Tele-Gruppenarbeit von Fertigungsmitarbeitern in einer virtuellen Werkstatt. Die methodischen Hilfsmittel und der Weg zum Aufbau dieser virtuellen Werkstatt im internationalen Umfeld ist Thema dieses Artikels. Der Schwerpunkt liegt auf der Umsetzung in kleinen und mittleren Unternehmen für das CNC-Drehen.
Modellierung, Regelung und Navigation von Teilautonomen, Ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen (Modelling, Control and Navigation of Semiautonomous, Remotely Operated Underwater Vehicles)
Authors: Eichhorn Mike , Pfützenreuter T. , Schmidt M. , Waltl B.
Published: August 2006

Die Führung von Unterwasserfahrzeugen stellt erhebliche Ansprüche an die einzusetzenden Algorithmen. Die Schwierigkeiten liegen im nichtlinearen Systemverhalten des Fahrzeugs, der aufwendigen Positionsermittlung, der robusten Auslegung des Autopiloten sowie der übersichtlichen Darstellung der eingehenden Informationen für den Operator.
Modulare Softwarestruktur zur Behandlung verteilter Aufgaben (A modular Software Design for Distributed Tasks)
Authors: Schleußinger A.
Published: August 2006

Dieser Beitrag stellt eine Softwarebibliothek zur Behandlung verteilter Aufgaben vor. Grundlage hierfür ist die frei verfügbare ACE-Bibliothek (Advanced Communication Environment), die in zwei Punkten erweitert wurde. Zum einen um ein flexibles Botschaftssystem, welches Botschaften beliebig definierbaren Typs über eine ressourcensparende Client-Server-Kommunikation austauscht. Zum anderen wurde sie um eine Modulklasse für Regelung und Automatisierung ergänzt, mit der sich parallel arbeitende funktionale Blöcke realisieren lassen, wie sie zum Beispiel beim Softwaredesign autonomer mobiler Fahrzeuge benötigt werden.

Die Klassenbibliothek wurde am autonomen Fahrzeug ARMIN erprobt, das am Lehrstuhl für Regelungstechnik der Universität Erlangen entwickelt wurde.
Issues for Automation in Semiconductor Manufacturing
Authors: Glüer D.
Published: August 2006

This survey sketches the importance of Automatic Control Engineering with all its flavors for state-of-the-art semiconductor manufacturing. Many automation disciplines are required for maximization of production yield, high throughput, low delivery times and little lateness. Tools for accomplishing these goals are hybrid dynamic modeling, advanced simulation and scheduling techniques, complex robustness calculations and comprehensive performance monitoring and justification methods.
Erfolgreiche Anwendungen von Fuzzy Logik und Fuzzy Control (Teil 1) (Successful Applications of Fuzzy Logic and Fuzzy Control (Part 1))
Authors: Pfeiffer B.-M. , Jäkel J. , Kroll Andreas , Kuhn C. , Kuntze Helge-Björn , Lehmann U. , Slavinsky T. , Tews V.
Published: August 2006

Eine große Zahl von industriell erfolgreichen Fuzzy-Control-Anwendungen wird analysiert und nach ihrer Fuzzy-Grundfunktionalität klassifiziert. Zu jeder Klasse werden Hinweise gegeben, welche Literaturstellen sich zur Einführung in diesen Aspekt der Methodik eignen und welche Quellen konkrete Anwendungen beschreiben. Ausgewählte Applikationen aus jeder Klasse werden steckbrieflich zusammengefasst.
Statecharts versus Sequential Function Charts (Statecharts vs. Sequential Function Charts)
Authors: Bauer N.
Published: August 2006

Sequential Function Charts (SFCs) und Statecharts (SCs) sind graphische Sprachen, welche für die Spezifikation und Implementierung von Steuerungen komplexer reaktiver Systeme eingesetzt werden. Beide Sprachen enthalten die gleichen zentralen Sprachelemente, wie Nebenläufigkeit, ein Aktionskonzept und Hierarchie. Jedoch existieren im Detail semantische Unterschiede. Ein Ziel dieses Beitrages ist es, diese Unterschiede herauszustellen und aufzuzeigen, dass es nicht möglich ist, eine Sprache komplett in die andere zu übersetzen.
Erkennung und Klassifizierung von harmonischen Transienten mit trigonometrischen glatten Wavelet-Paketen (Detection and Classification of Harmonic Transients by Using Trigonometric Smooth Wavelet-Packets)
Authors: Mercorelli P. , Terwiesch Peter , Prattichizzo D.
Published: August 2006

Der vorliegende Beitrag beschreibt ein Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung von harmonischen Transienten, wie sie unter anderem in elektrischen Netzen auftreten. Das Verfahren verwendet als Basis eine spezielle Klasse von Wavelet-Paketen, nämlich glatte lokalisierte biorthogonale Sinus-und Kosinus-Pakete, um für ein klassifizierendes Signal die beste “Shannon-Basis” zu finden. Dieser Signalzerlegung liegt die Minimierung der Shannon'schen Entropiefunktion zugrunde, sie hängt also adaptiv vom zu analysierenden Signal ab. Die Praxistauglichkeit des sehr schnellen echtzeitfähigen Verfahrens wird anhand eines praktischen Beispiels aus der Bahntechnik illustriert, bei dem für die Schutzabschaltung zwischenbetriebstypische Spannungsänderungen aufgrund der Einfahrt in einen neutralen Netzabschnitt und sicherheitskritische Spannungsänderungen aufgrund interner Fehler unterschieden werden müssen.