Sustainable non-automotive vehicles: The simulation challenges

Simulation is a well-established and effective approach to the development of fuel-efficient and low-emissions vehicles in both on-highway and off-highway applications.

The simulation of on-highway automotive vehicles is widely reported in literature, whereas research relating to non-automotive and off-highway vehicles is relatively sparse. This review paper focuses on the challenges of simulating such vehicles and discusses the differences in the approach to drive cycle testing and experimental validation of vehicle simulations. In particular, an inner-city diesel-electric hybrid bus and an ICE (Internal Combustion Engine) powered forklift truck will be used as case studies.

Computer prediction of fuel consumption and emissions of automotive vehicles on standardised drive cycles is well-established and commercial software packages such as AVL CRUISE have been specifically developed for this purpose. The vehicles considered in this review paper present new challenges from both the simulation and drive-cycle testing perspectives. For example, in the case of the forklift truck, the drive cycles involve reversing elements, variable mass, lifting operations, and do not specify a precise velocity-time profile. In particular, the difficulties associated with the prediction of productivity, i.e. the maximum rate of completing a series of defined operations, are discussed. In the case of the hybrid bus, the standardised drive cycles are unrepresentative of real-life use and alternative approaches are required in the development of efficient and low-emission vehicles.

Two simulation approaches are reviewed: the adaptation of a standard automotive vehicle simulation package, and the development of bespoke models using packages such as MATLAB/Simulink.

Pain expressiveness and altruistic behavior

Predictions which invoke evolutionary mechanisms ar e hard to test. Agent-based modeling in artificial life offers a way to simulate behaviors and interac tions in specific physical or social environments o ver many generations. The outcomes have implications fo r understanding adaptive value of behaviors in context. Pain-related behavior in animals is communicated to other animals that might protect or help, or might exploit or predate. An agent-based model simulated the effects of displaying or not displaying pain (expresser/non-expresser strategies) when injured, and of helping, ignoring or exploiting another in pain (altruistic/non-altruistic/selfish strategies) . Agents modeled in MATLAB interacted at random while foraging (gaining energy); random injury inte rrupted foraging for a fixed time unless help from an altruistic agent, who paid an energy cost, speeded recovery. Environmental and social conditions also varied, and each model ran for 10,000 iterations. Findings were meaningful in that, in general, conti ngencies evident from experimental work with a variety of mammals, over a few interactions, were r eplicated in the agent-based model after selection pressure over many generations. More energy-demandi ng expression of pain reduced its frequency in successive generations, and increasing injury frequ ency resulted in fewer expressers and altruists. Allowing exploitation of injured agents decreased e xpression of pain to near zero, but altruists remained. Decreasing costs or increasing benefits o f helping hardly changed its frequency, while increasing interaction rate between injured agents and helpers diminished the benefits to both. Agent- based modeling allows simulation of complex behavio urs and environmental pressures over evolutionary time.

Three-phase, three-limb, steady-state transformer model

This paper presents the development and implementation of a digital simulation model of a threephase, three-leg, three-winding power transformer. The proposed model, implemented in MATLAB environment, is based on the simultaneous analysis of both magnetic and electric lumped-parameters equivalents circuits, and it is intended to study its adequacy to incorporate, at a later stage, the influences of the occurrence of windings interturn short-circuit faults. Both simulation and laboratory tests results, obtained so far, for a three-phase, 6 kVA transformer, demonstrate the adequacy of the model under normal operating conditions.

Modelling and simulation of three-phase power transformers

This paper presents the development and implementation of a digital simulation model of a three-phase, three-leg, power transformer. The proposed model, implemented in MATLAB environment, is based on the physical concept of representing windings as mutually coupled coils, and it is intended to study its adequacy to incorporate, at a later stage, the influences of the occurrence of windings inter- turn short-circuits. Both simulation and laboratory tests results, obtained so far, for a three-phase, 6 kVA transformer, demonstrate the adequacy of the model under normal operating conditions.

Relação entre o clima de agitação marítima e aspectos da morfologia costeira, na costa rochosa do Algarve central (Galé a Olhos de Água)

Dissertação mest., Oceanografia, Universidade do Algarve, 2008

Population model of the recent subtidal invasion of Sargassum muticum in southern Portugal

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Especialização em Ecologia e Conservação, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2007

Modelling underwater acoustic noise as a tool for coastal management

Dissertação de Mestrado, Gestão da Água e da Costa, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2009

Design and implementation of a real-time data acquisition system for the identification of dynamic temperature models in a hydroponic greenhouse

This text describes a real data acquisition and identification system implemented in a soilless greenhouse located at the University of Algarve (south of Portugal). Using the Real Time Workshop, Simulink, Matlab and the C programming language a system was developed to perform real-time data acquisition from a set of sensors.

Mikrocomputergesteuerter Fouriersynthese-Generator

- Fourieranalyse - Fouriersynthese - digitale Signalsynthese - mikrocomputergesteuerter Generator.

Rechnergestützte Signalsynthese

Ausgehend von der Theorie der digitalen Signalsynthese wird in diesem Beitrag ein rechnergestützter Funktionsgenerator vorgestellt, der den Entwickler in die Lage versetzt, diverse periodische Zeitfunktionen mit beliebig komplizierten spektralen Eigenschaften zu generieren. Die dabei relevanten Hard- und Softwaregesichtspunkte, die zur Berechnung einer Stützstellenfolge über Fouriersynthese mit einem IBM-PC in Turbo-Pascal erforderlich sind, werden in der folgenden Abhandlung näher erläutert.

Einige Probleme bei der Einführung digitaler Nebenstellenanlagen

Innerhalb digitaler Nebenstellenanlagen können kurzfristig die verbesserten Kommunikationsmöglichkeiten eines „Integrated Services Digital Network" unabhängig von der Existenz eines nur langfristig realisierbaren, durchgehend digitalen öffentlichen Netzes angeboten werden. Beim Anschluß an die bestehenden öffentlichen Netze ergeben sich jedoch einige Probleme: Z. B. müssen die Bedingungen des bestehenden Dämpfungsplans eingehalten werden, auch im ungünstigsten Fall sind ausreichend hohe Signal-Quantisierungsgeräusch-Abstände sicherzustellen, für die Text- und Datenkommunikation mit den derzeit bestehenden öffentlichen Netzen sind u. U. zusätzliche Einrichtungen in der Nebenstellenanlage erforderlich. Diese Einführungsprobleme werden diskutiert und Lösungsmöglichkeiten hierzu vorgeschlagen.

Algorithmen zur automatischen 4dimensionalen Flugbahnführung unter Berücksichtigung der momentanen Windsituation

Für das digitale Flugführungssystem des Versuchsflugzeugs HFB 320 wurde am Institut für Flugführung der DFVLR in Braunschweig eine Betriebsart zum automatischen zeitgenauen Fliegen im Flughafen-Nahbereich entwickelt und im Flugversuch erprobt. Der Bericht enthält die Beschreibung der eingesetzten Algorithmen zur Berechnung 4-dimensionaler Flugbahnen unter Berücksichtigung der momentanen Windsituation. Es werden verschiedene Verfahren zur Messung, Filterung und Vorhersage des Windvektors entwickelt und an Hand von Flugversuchsergebnissen diskutiert.

Mehrzweckschutzrelais für Mittelspannungsnetze unter Berücksichtigung von Stationsleitsystemen

Ein universell verwendbares Mehrzweckschutzrelais (MZR)wird vorgestellt, dessen Schutzfunktionen ausschließlich durch Software bestimmt sind. Mit dem MZR wird nachgewiesen, daß die vorhandene Typenvielfalt von Schutzrelais für Mittelspannungsnetze auf einen Grundtypus reduziert werden kann. Das MZR kann in Stationsleitsysteme eingebunden werden. Die Schutzfunktionen des MZR sind Überstromschutz (MZR-I), Distanzschutz (MZR-Z) und Differentialschutz (MZR-D). Ergänzend werden ausgeführt thermisches Abbild, Erdschlußerkennung, Erdschlußrichtungsbestimmung, Kurzunterbrechung und Betriebsmeßtechnik. Für jede Schutzfunktion wurde ein spezielles Programmsegment erstellt. Je nach Komplexität der Schutzaufgabe übernimmt ein Signalprozessor bestimmte Aufgaben im MZR, wie z.B. digitale Filterung der Meßsignale, Impedanzbestimmung, Diskrete Fouriertransformation, Bestimmung des Mitsystems nach dem Verfahren der symmetrischen Komponenten. Die von der Schutzfunktion unabhängigen Programmbestandteile sind zu einem echtzeitfähigen Multitask-Betriebssystem zusammengefaßt. Ein kostengünstiges MZR-Modul zur Speicherung von Störungsereignissen wird als Erweiterung gegenüber konventionellen Schutzrelais vorgestellt. Hiermit können vom MZR erkannte Störungen achtkanalig erfaßt und mit Echtzeitmarken versehen auf Disketten im standardisierten AufZeichnungsformat gespeichert werden. Ein neues Verfahren zur Simulation des Meßverhaltens der erstellten MZR-Varianten mit dem Programm "EMTP" auf einem Personalcomputer der AT—Klasse wurde entwickelt.

Quantisierung

Das Kapitel von 2007 ist ein zusätzliches Kapitel zum Buch "Digitale Kommunikationssysteme" von (vgl. Quelle) und beschäftigt sich mit dem Thema Quantisierung.

Eine kurze Einführung zu Bedienungssystemen

Diese kurze Einführung zu Bedienungssystemen konzentriert sich auf grundlegende Gesetzmäßigkeiten für Bedienungssysteme im stationären Zustand (Flusserhaltung, Little-Theorem), die wesentlichen Kenngrößen (Angebot, Belastung, Restverkehr, Wartebelastung, Wartewahrscheinlichkeit, mittlere Bediendauer, mittlere Wartedauer, mittlere Durchlaufdauer) eines Bedienungssystems werden anschaulich eingeführt. Die Erlang-Formel und die Khintchine-Pollaczek-Formel werden diskutiert. Die Einführung ergänzt das Buch "Digitale Kommunikationssysteme 2 - Grundlagen der Vermittlungstechnik" des Verfassers, ist aber völlig eigenständig lesbar.